WO2015071045A1 - Onboard electrical system power control circuit and onboard electrical system - Google Patents

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WO2015071045A1
WO2015071045A1 PCT/EP2014/072213 EP2014072213W WO2015071045A1 WO 2015071045 A1 WO2015071045 A1 WO 2015071045A1 EP 2014072213 W EP2014072213 W EP 2014072213W WO 2015071045 A1 WO2015071045 A1 WO 2015071045A1
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power
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modulation
selection
phase
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PCT/EP2014/072213
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German (de)
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Franz Pfeilschifter
Martin Brüll
Klaus Mühlbauer
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Continental Automotive Gmbh
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Definitions

  • On-board power control circuit and on-board network With the increasing number of functions and electrically operated components, the complexity of on-board networks in vehicles has increased significantly in the past.
  • hybrid powertrains, start-stop functions as well as recuperation and sailing require a targeted, controlled power flow within the powertrain.
  • Other (safety) functions in particular functions of driving safety such as active steering or ESP or ABS, or also comfort functions such as electric heating or the operation of an air conditioning compressor require high electrical power and in particular high currents that represent great demands on a stable electrical system and in particular are precisely controlled, cf.
  • safety safety functions
  • At least one selection stage is provided, which is connected to the power modulation stage and can be selectively selected via the individual power paths of a plurality of power paths (which pass through the on-board power drive circuit) or a subset of power paths , As a result, the same power modulation stage is used for a plurality of functions, so that it is no longer necessary to provide a separate power modulation stage for each function.
  • the power modulation stage should be central in complex on-board networks (i.e., with a variety of components) for cost reduction and should be equally available to multiple loads or sources. It has been recognized that the at least one selection stage provided adjacent to the power modulation stage is more than amortized in that the power modulation stage is shared by multiple functions, particularly since a power modulation stage is associated with significantly higher costs than a performance path selection stage.
  • a separate power path may be provided in the selection stage for each function, this power path in the selection stage being significantly less expensive than an individual power modulation stage for each function.
  • the at least one power modulation stage may be considered as a resource that is available through the at least one multi-component selection stage, ie, is available at a later time and / or is available split into a plurality of power modulation stages or modulation sub-stages.
  • the invention reduces or minimizes the number of actuators over the prior art, these actuators being used for a large number of functions.
  • connection technology and integration is significantly simplified by the approach according to the invention, since the vehicle electrical system no longer comprises independent control circuits for the individual modulation of the associated power paths, but by at least one common legiungs- circuit numerous reuse options arise (for example, cooling, housing, wiring or interconnects , Degrees, etc.).
  • the same power modulation stage can be customized for numerous functions by accessing the at least one power modulation stage by time division, where one function after the other is processed by the same power modulation stage selectable by the selection stage. Furthermore, the same power modulation stage can be customized for numerous functions / components by (preferably variably) dividing the power modulation stage into modulation sub-stages, which can simultaneously perform different functions, so that individual control of functions is simultaneously possible.
  • each subset of the modulation level may be associated with a particular function (or a predetermined set of functions) while another subset simultaneously performs at least one other function.
  • the subgroups are selected according to the performance requirement of the function, so that in particular successive functions requiring a very powerful subset (eg charging a traction battery by means of external power source or supplying recuperation energy to a braking resistor), while less power intensive functions (for example Steering support and operating an air compressor) can be performed simultaneously by less powerful subgroups of the power modulation stage.
  • a very powerful subset eg charging a traction battery by means of external power source or supplying recuperation energy to a braking resistor
  • less power intensive functions for example Steering support and operating an air compressor
  • an on-board power control circuit (hereinafter: power circuit) is described, which has at least one electrically controllable power path selection stage (hereinafter: selection stage). Furthermore, the power circuit has at least one electrically controllable power modulation stage (hereinafter: modulation stage).
  • the at least one selection stage is connected in series with the at least one modulation stage. Several selection stages can be connected in parallel.
  • the power circuit has at least a first and a second connection side.
  • the connection side is also designed as a power connection side.
  • the first and the second terminal side are connected to each other via the at least one power path selection stage and the at least one power modulation stage.
  • the first port side may have the function of an input or an output.
  • the second terminal side may have the function of an input or an output.
  • the function of the respective connection side results in particular from the components which are connected to the power circuit (and which in particular are not part of the power circuit).
  • the second terminal side When the first terminal side is an input, the second terminal side preferably forms an output. When the first terminal side is an output, the second terminal side preferably forms an input. If the (first and / or second) terminal side is (are) formed in several parts, then a portion of the terminal side may be provided as an input, while another portion of the same terminal side is provided as an output.
  • connection sides preferably both connection sides or all connection sides, has or have a plurality of connections. This can also be referred to as a multi-part design of the connection side (s).
  • the plurality of terminals are selectably connected to a power terminal of the modulation stage via the at least one selection stage.
  • connections correspond in particular to a plurality of poles on one side of the at least one selection stage, one or more poles of the other side of the selection stage being connected to the modulation stage.
  • at least one switching element which can control the connection or connections (ie the power paths) between the one and the other side of the power selection stage.
  • the selectable performance paths lead from one to the other side of the selection level (s).
  • the at least one selection stage forms one
  • Multiplex switch or a demultiplex switch with which the access to the at least one power modulation stage or sub-stage thereof (or also a bypass of the power circuit) is controlled.
  • the at least one selection stage can thereby control the access to the modulation stage individually at the same time.
  • the power path selection stage can time-divide the access to the modulation stage.
  • accessing the modulation stage is meant the controlled connection of components (power sources or power sinks), whereby the modulation stage or modulation stages (or their sub-stages) are part of the
  • the prefix "power” means that the so-called feature (modulation level, selection stage, connections, control circuit, power path, semiconductors, etc.) is designed for a current of at least 1 A, at least 10 A, at least 50 A or at least 100 A.
  • devices or components which merely serve to generate, process or transmit control or communication signals are not designated by this prefix.
  • the modulation stage is arranged to modulate the power (or current) flowing through it.
  • the modulation stage modulates a power path that passes through the modulation stage (and, in particular, has been selected by the selection stage).
  • the at least one modulation stage may further be configured to modulate at least one power path passing through the modulation stage, and in particular a plurality of power paths passing through the modulation stage.
  • the at least one modulation stage is arranged to set the power (and in particular the current), which is passed through the power path (s), in accordance with a power setting, which is preferably reproduced by a drive signal. This adjustment is also called modulation.
  • the drive signal is an additional signal which corresponds to a control input of a switching element, the modulation stage, the modulation sub-stage, the Equally, it is understood to mean a driving excitation in the power signal passing through the switching element, which changes the switching state of the switching element, the modulation stage, the modulation sub-stage, the selection stage or the selection sub-stage.
  • the drive signal as an additional signal can come directly from a drive circuit.
  • a driving excitation may be generated according to the power specification of an element capable of generating excitation in the power signal, such as a power switch, a capacitor and / or a coil.
  • a triggering excitation can be generated if, for example, an electric machine connected to the power circuit is to be de-energized.
  • the triggering excitation may, in particular, be a current pulse, a current edge, a voltage pulse or a voltage edge which is present in the power signal or is fed into it.
  • the pulse or the edge preferably has a rate of change or an amplitude deviation which is sufficient to change the switching state of the switching element (or of the selection stage).
  • the at least one drive stage may have a thyristor whose switching state changes at a voltage peak, for example from "conducting" to "non-conducting".
  • the at least one modulation stage is set up to adjust the power or powers (or the at least one power path) in several stages (in particular more than two) or substantially continuously, in particular by pulse width modulation or by setting a duty cycle.
  • the at least one modulation stage is set up to set the power or the power path according to a modulation signal, wherein a temporal averaging of the modulation signal corresponds to the power specification.
  • the modulation signal comprises a signal component having a switching frequency which is higher than the frequency at which the power is changed through the modulation stage according to the power setting. If more than one modulation stage is used, these may be connected in parallel, possibly connected to different terminals and / or different selection stages or selection sub-stages.
  • the modulation stage may also be serially connected such that one side of a modulation stage (or modulation sub-stage) is connected to one side of another modulation stage (or modulation sub-stage).
  • the at least one modulation stage is set up, in particular, for generating a power signal which, averaged over time (such as averaging over a time window or low-pass filtering), yields an (approximate) sine wave, such as for driving an electrical machine.
  • a sine wave is a single or multi-phase signal.
  • the modulation stage is capable, in particular, of conducting a current independently of the current flow
  • the service life of the modulation stage or of the switching elements of the modulation stage is in particular at least 10 6 and preferably at least 10 9 or at least 10 12 switching cycles at rated switching power of the modulation stage or the switching elements
  • the modulation stage is preferably for switching operations with a frequency of at least 20 Hz, 100 Hz or 200 Hz, and preferably at least 1 kHz, at least 5 kHz or at least 10 or 20kHz or at least 100kHz.
  • the modulation stage comprises at least one switching element, in particular at least one power semiconductor, preferably a power semiconductor which can be controlled by drive signals, for example a power transistor.
  • Power semiconductors may in particular be a field-effect transistor (in particular with an insulated gate) or a bipolar transistor, for example a metal insulator semiconductor field effect transistor (MISFET), in particular a metal-oxide-semiconductor field-effect transistor (MOSFET). Metal oxide semiconductor field effect transistor) or an IGBT (Insulated Gate Bipolar Transistor).
  • the power semiconductor may also be a GTO thyristor (GTO: Gate Turn Off).
  • the controllable at least one power semiconductor of the modulation stage is preferably at least one controllable semiconductor element whose line state O
  • power semiconductors can be controlled arbitrarily on and off, and in particular independently of the current flowing through it, can be switched.
  • several power semiconductors are provided. These may be grouped as a semiconductor bank (for example a MOSFET bank or a GTO thyristor bank), for example in the form of a plurality of identical or at least in groups of similar power semiconductors, which are preferably connected in parallel.
  • a semiconductor bank for example a MOSFET bank or a GTO thyristor bank
  • the at least one switching element of the modulation stage has a control input (such as a gate or a base). About this control input of the switching state is set in dependence on the drive signal.
  • the switching element is preferably operated only in two switching states, namely on or off.
  • the onboard power supply control circuit comprises a drive circuit for the modulation stage.
  • the drive circuit is connected to at least one control input of at least one power semiconductor of the modulation stage.
  • the drive circuit is preferably connected directly or indirectly to all control inputs of the (for modulation used) power semiconductor of the modulation stage.
  • the drive circuit may in particular be part of the electrical system, wherein the drive circuit may generally be part of the electrical system, may be part of the power circuit, or may be part of a portion of the electrical system that is not part of the power circuit.
  • the drive circuit is configured to generate a drive signal in a modulation frequency, wherein the signal component of the drive signal that the
  • Modulation frequency for wave shaping or shaping of the (average) power curve of a working signal portion of the drive signal is used.
  • the drive signal corresponds to the modulation signal.
  • the working signal component corresponds to the power specification or its time course.
  • the time-averaged modulation signal is designed in accordance with the power specification. The maximal)
  • Frequency of the power specification is smaller than the modulation frequency, since the working signal component (which corresponds to the power specification) results from temporal averaging (ie low-pass filtering) from the control signal.
  • the modulation signal is preferably a rectangular signal, in particular with a variable duty cycle or a pulse width modulation signal, in order to define the course of the working signal by means of the variable duty cycle.
  • the modulation stage and in particular its power semiconductors are set up to modulate the power flow in accordance with the modulation signal, thereby modifying the Generate working signal, the course of which results from smoothing or by temporal means of the modulation signal.
  • the drive circuit is configured to generate a modulation signal with which the modulation stage can modulate the current flow to adjust the power path according to power setting.
  • the drive circuit may generate a single drive signal or a drive signal having a plurality of individual components (in the sense of a vector of drive signals), wherein the individual components are supplied in parallel switches, multiple switches of different phase of the same power path, or multiple switches of different power paths.
  • a single- or multi-phase sine or supersinus can be generated whose frequency is variable, wherein the modulation signal is a rectangular signal whose pulse width or duty cycle has a course that corresponds to the course of the sine signal (ie the working signal).
  • the sinusoidal signal is a signal with a fundamental sine wave, where the power of the fundamental sine wave is at least 50%, 70%, 90% or 95% of the total power of the signal.
  • Supersinus refers to signals which, in addition to a fundamental sine wave, have a third harmonic of this fundamental, the amplitude of which amounts to approximately 1/6 of the amplitude of the fundamental.
  • the fundamental and the harmonic make up most of the power of the supersinus signal, in particular more than 75%, 90% or 95%.
  • a signal in triangular, trapezoidal or rectangular form or else a sine signal with only one half-wave can be used as the working signal.
  • the operating signals can be single-phase or multi-phase, in particular three-phase.
  • the working signal may be a signal suitable for feeding an electrical machine, in particular a signal suitable for generating a rotating field in an electrical machine. Further, the working signal may be a signal suitable for operating a transformer. Since the possible waveforms or harmonic components depend essentially on the use and design of the transformer or the electrical machine, the waveforms or signal properties can not be enumerated.
  • the selection stage comprises a switching element, preferably at least one for each of the terminals of the selection stage.
  • the switching element can be designed as an electromechanical switch, but is preferably a power semiconductor, in particular a controllable power semiconductor.
  • the switching element of the selection stage is in particular a transistor, for example a field-effect transistor such as a MOSFET or a bipolar transistor, for example an IGBT.
  • the switching element may be provided in the form of a thyristor-based electronic switch, for example in the form of at least one thyristor, or in the form of at least one TRIAC.
  • the switching element may comprise a GTO thyristor.
  • the power circuit can have a selection circuit for the selection stage, which is set up to transmit to the selection stage or selection stages and, in particular, its switching elements, a control signal according to which the
  • the drive signal preferably controls the switching states maximally with the operating frequency, i. maximum with the maximum frequency of the power specification.
  • the control signal of the switching elements has a frequency or maximum frequency which is lower than the switching frequency of the modulation stage, d. H. the frequency of the modulation signal.
  • Switch elements of the selection stage may be switching elements in which the possibility of changing a switching state depends on the power flow through the switching element (such as thyristors or TRIACs, in particular without GTO function).
  • the modulation stage is set up to modulate the level of the power flow.
  • the selection stage is set up to select a configuration of several switching configurations. In different switching configurations, the two connection sides are connected to each other in different ways.
  • the selectable configuration defines which components are interconnected via the power control circuit, where, as already noted, the modulation stage drives the power of the flux, which are interconnected as configured through the power control circuit.
  • the power flow is preferably infinitely or in several stages (more than two preferably) adjustable by the modulation stage, so that the modulation can include several degrees of strength.
  • the selection stage (or at least one of the selection stages and sub-stages) may be set up, the power of the power flow (averaged over time) in more than two stages, and in particular continuously or continuously quasi-continuously adjust.
  • the selection stage can therefore be set up (by means of the associated drive circuit) to set the power, in particular by phase control or for vibration packet control.
  • the selection stage and in particular its drive circuit are thus set up for phase control or for oscillation packet control. It can be provided a drive circuit (as part of the power circuit or in particular as part of the selection stage), which is set up for phase control or for SchwingungsRean tenuung.
  • the power flow can thereby be controlled in cascade, on the one hand by the modulation stage as the first cascade and on the other hand by the selection stage as a second cascade.
  • the switching frequency of the selection stage is lower than the switching frequency of the modulation stage.
  • the modulation stage is arranged (together with its drive circuit) to generate a desired waveform (as a time-averaged signal) by modulating, ie by turning on and off, the turning on and off being performed at a frequency higher than the fundamental frequency the desired waveform is.
  • the waveform corresponds to the above-mentioned working signal.
  • the selection stage is arranged to perform pulse width modulation or oscillation packet driving on this waveform to adjust the (time averaged) power.
  • a sine signal with or without a significant harmonic content, a supersinus signal, a sine signal with only one half-wave, a triangular signal, a trapezoidal signal or a rectangular signal can be generated from a DC signal by modulating.
  • a supersinus signal comprises a sine wave as the fundamental and a third harmonic of the fundamental wave having an amplitude which is about one sixth of the amplitude of the fundamental wave.
  • the selection stage sets the power transmitted over the respective power path, in particular in terms of quantitative control.
  • the at least one selection stage sets the topological course of the power path or the power paths, ie adjusts which port of the first side is connected to which port of the second side, in particular in the sense of a qualitative control or adjustment of the configuration of the power circuit.
  • the selection level can therefore also as Selection and performance control stage. If a selection stage is set up only to select the power path, electromechanical components can also be used as switching elements of the selection stage, in addition to semiconductor switches such as thyristors or transistors.
  • the selection stage is further configured to adjust the power running over the selected power paths
  • semiconductor switches whose life is not limited by mechanical wear, such as thyristors or transistors, are used as switching elements of the selection stage.
  • semiconductor switches are used as switching elements which can be switched on and off independently of the current flow through them, or semiconductor switches are used which can be switched on independently of the current flow through them and only can be turned off at a current flow of zero or an applied voltage of zero, such as thyristors or TRIACs.
  • semiconductor switches are used as switching elements, which can be switched on independently of the instantaneous value of the voltage.
  • the selection stage and / or the modulation stage are preferably for
  • the selection stage and / or the modulation stage may be designed with peak blocking voltages of at least 60V, at least 250V, or of at least 400V or 600V, 650V. Switching elements with peak reverse voltages of at least 800, 1200 or at least 3000 V can also be used.
  • the selection stage and / or the modulation stage preferably comprise bidirectional switching elements. Thereby, the selection stage and / or the modulation stage is arranged to support a power flow in two opposite directions.
  • thyristors when using thyristors as switching elements thus comprises a switching element at least two antiparallel connected thyristors. While the first or the second connection side is used specifically as input or output in a flow direction, this is inverted in the reverse power flow direction, ie, an input becomes an output and vice versa.
  • the selection stage and / or the modulation stage can also be designed unidirectionally. Successive selection stages and modulation stage have the same power path direction. pa- Parallel selection stages or selection sub-stages and / or parallel modulation stages or modulation sub-stages, which may belong to different power paths (depending on the switching state of the selection stages), may have the same or opposite power path direction.
  • the electrical system power control circuit further comprises a rectifier arrangement and / or smoothing capacitor arrangement.
  • the rectifier arrangement and / or the smoothing capacitor arrangement may be upstream or downstream of the at least one modulation stage, may be upstream or downstream of one of the selection stages, or is connected between a modulation stage and a selection stage.
  • Smoothing capacitor arrangement is provided between the terminal sides. Further rectifiers and / or capacitors may be provided outside the power circuit and connected to one of the connection sides (or both connection sides). In particular, the rectifier arrangement and / or the smoothing capacitor arrangement can be arranged between one of the terminal sides and the subsequent selection stage or modulation stage.
  • the smoothing capacitor arrangement is preferably connected directly to the rectifier arrangement, or is connected to the rectifier arrangement via one of the power path selection stages.
  • the smoothing capacitor arrangement is advantageously connected downstream of the rectifier arrangement, in particular in a section of the power circuit which is configured unidirectionally.
  • the first connection side can be at a different voltage level than the second connection side.
  • the first connection side may be connected to a vehicle electrical system section, which has a different rated voltage than the vehicle electrical system section, to which the second connection side is to be connected.
  • the connection sides can be designed for different voltage levels.
  • a terminal side may be adapted to the voltage in question by design for a certain (maximum) operating voltage, such as design of insulator devices on the connection side and the like.
  • the selection stages can be designed for different nominal voltages.
  • the electrical system power control circuit may further comprise at least one transformer and / or at least one voltage converter, which is connected between the terminal sides.
  • the transformer or the converter can in this case between a connection side and a selection stage, between a selection stage and a modulation stage, between a modulation stage and a selection stage or between a modulation stage and a subsequent connection side be connected.
  • the converter may be a DC / DC converter, an AC / DC converter or a DC / AC converter.
  • the transformer is preferably a galvanically isolating transformer. Likewise, the converter is preferably a galvanically isolating converter.
  • the at least one power path selection stage, the at least one power modulation stage and / or the connections of the connection sides are single-phase or multi-phase, in particular three-phase. This applies in particular also to the rectifier arrangement, the smoothing capacitor arrangement and also to at least one primary or secondary side of the transformer or of the converter.
  • An N-phase selection stage or modulation stage therefore comprises N-switching elements or an integral multiple thereof, if several switching elements (parallel) are used per phase.
  • selection sub-stages of the selection stage and / or modulation sub-stages of the modulation sub-stage are formed in one or more phases. If a selection stage comprises a plurality of selection sub-stages or a modulation stage comprises a plurality of modulation sub-stages, different sub-stages may have a different number of phases.
  • At least one of the selection levels may be divided into several selection levels. These sub-stages may be formed in the same way (i.e., with the same components) or may be designed for different maximum powers. At least one of the modulation levels can be divided into several modulation sub-levels. Different modulation sub-stages may be the same (i.e., the same components) or may be designed for different maximum powers. Likewise, the terminals of the first and / or the second terminal side may be divided into the terminal subgroups.
  • Each selection sub-level and each modulation sub-level is preferably formed in terms of component properties and wiring as a selection stage or modulation stage.
  • each selection sub-level comprises at least one switching element.
  • each modulation sub-stage preferably comprises at least one switching element.
  • the sub-stages may be interconnected or may be individually connected to corresponding terminals or sub-groups of terminals.
  • subgroups may also overlap with regard to at least one switching element or with regard to at least one connection. Different subgroups can also be designed with different nominal voltages. The division into different subgroups c
  • the on-board power control circuit preferably comprises lines which interconnect the selection stage, the modulation stage and the terminals. These lines are preferably arranged together with the at least one selection stage and the at least one modulation stage in the same housing.
  • the lines may in particular be conductor strips which are fastened together with the selection stage and / or the modulation stage on the same carrier.
  • the at least one modulation stage and the at least one selection stage are preferably provided in the same housing, preferably on the same carrier.
  • the carrier and the lines may be constructed in the sense of a printed circuit board, wherein the conductor tracks run in or on the carrier and may be formed as a metal strip or metal body.
  • the modulation stage and / or the connections can also be provided plug-in connections or screw connections. Preferably, however, these are connected to one another via solder joints and / or welded joints (in general: cohesive joints).
  • the selection stage and the modulation stage can be connected heat-transmitting to the same heat sink.
  • the power control circuit may be provided with a housing from which the terminals are led out, while the isolation stage, the selection stage and possibly also the
  • the electrical system power control circuit described here is provided for controlling the power flow in a vehicle electrical system.
  • the electrical system is a vehicle electrical system of a motor vehicle, for example, a combustion engine-powered motor vehicle, a hybrid vehicle, which includes an internal combustion engine and an electric motor, or an electric vehicle.
  • the electrical system power control circuit described here is provided in the electrical system of a motor vehicle, which comprises an electric machine as a drive unit of the motor vehicle.
  • the power control circuit in a vehicle electrical system of a rail-bound vehicle, a watercraft or an aircraft, in particular an aircraft.
  • the power control circuit is preferably provided in a self-sufficient vehicle electrical system, which is basically the case for vehicles.
  • the power control circuit may further comprise fuses provided between at least one terminal side and a selection stage or a modulation stage.
  • at least one current sensor may be provided which is arranged in a power path, for example between a connection side and a selection stage, between a connection side and a modulation stage or between a selection stage and a modulation stage.
  • the current sensor can also be in a selection stage or in a
  • Modulatio be provided, in particular on one or more switching elements.
  • a plurality of current sensors are provided, as well as an evaluation circuit which can emit an error signal when a certain current is exceeded, or if an error current path is detected when summing the detected currents according to the Kirchhoff laws.
  • the on-board power control circuit may have a switchable bypass path that connects one or more ports of a port side to one or more ports of the other port side, for example, thereby relieving the modulation stage or the selection stage.
  • This switchable secondary path comprises at least one switching element, which is preferably formed as a switching element of the selection stage.
  • the at least one switching element of the sub-path is part of a selection circuit.
  • the secondary path may be single-phase or multi-phase and preferably three-phase.
  • the by-pass does not have the ability to modulate the current flow so as to turn on the power, this provides the ability to connect components that do not require modulation (especially not in a modulation frequency).
  • a rear window heater can be supplied with power via such a secondary path by being connected via the secondary path to a power source (battery, converter, generator or the like).
  • the rear window heater can be replaced by numerous other components whose performance does not have to be regulated in the millisecond range, but whose performance is usually regulated in seconds.
  • the at least one switching element of the sub-path is preferably formed as a switching element of the selection circuit (and therefore can in a selection circuit 7
  • the secondary path can also be called a bypass.
  • a wiring system which has at least one
  • the electrical system comprises several electrical supply components. These supply components are also referred to as components hereinafter and represent power sinks and / or power sources. Power sinks are also considered as transformers, such as voltage transformers or transformers, to which power is supplied and convert these for further use (through further power sinks). These converters can also be regarded as sources if this converted power is fed into the electrical system and, in particular, into the on-board power control circuit.
  • components are connected to the first and the second connection side.
  • components which are drive-related electrical components and which serve primarily to generate traction power for the vehicle or (as secondary drive-related components) to maintain propulsion of the vehicle, for example by discharging energy for control purposes Components that generate drive power.
  • the electrical system can be a traction power supply (for example, at 350 or 400 volts), can be an electrical system for an auxiliary drive (a 48 volt electrical system, a 42 volt electrical system, etc.) or can be a standard vehicle electrical system with a nominal voltage of 12 or 14 volts.
  • the on-board network may include sub-networks (or vehicle electrical system sections), which comprises a traction or high-voltage on-board electrical system, an auxiliary electrical system and / or a standard on-board network as described above.
  • the power circuit can thus be connected across the board network between individual electrical systems or electrical system sections, the functions and / or the rated voltage of the vehicle electrical system or the electrical system sections is different.
  • one or more batteries for example 12 volts, 48 volts and / or 350 or 400 volts, 1 o
  • one or more battery driving devices in particular battery charging devices or devices for distributing power starting from the battery, in particular in a controlled manner, preferably configured for bidirectional power flow from or to the battery,
  • capacitors or capacitor devices in particular double-layer capacitor or electrolytic capacitors, in particular for the intermediate storage of electrical energy
  • One or more voltage transformers or one or more current transformers in particular DC / DC, AC / DC, DC / AC converter or
  • AC / AC converter also called direct converter
  • One or more electrical machines in particular an electric machine for traction of the vehicle, in particular for
  • a starter-generator eg, belt starter, a starter (eg, belt starter, pinion starter, etc.), an alternator or other generator for generating electrical energy from kinetic energy, which is generated by the internal combustion engine or of the Vehicle comes,
  • one or more motor controllers for the said electrical machines in particular inverters,
  • Traction battery in particular with an AC / DC converter, a DC / DC converter or a power control or limitation;
  • a fuel cell which can serve in particular as a backup source of electrical energy;
  • resistive or inductive heating devices in particular for an internal combustion engine, for a battery or for an electrical machine or one or more temperature-conditioning devices configured for the temperature assembly of drive components such as ignition or glow plugs, battery, plug-in charging socket, exhaust aftertreatment devices or Tank (especially for fuel, urea solution or windscreen wiper fluid),
  • An electrically operated parking brake which in particular has an electric actuator such as an electric machine;
  • An electrically driven compressor or compressor in particular for the compression of a fuel / air mixture or for the compression of air, wherein the compressor or compressor may comprise an electric machine and further the air or the mixture is compressed before supplying to an internal combustion engine or the air is compressed before being fed to a fuel cell;
  • An electrically operated vacuum pump in particular for brake booster, which preferably has an electric machine as a drive;
  • a hydraulic pump such as the steering assistance, which preferably has an electric machine as a drive;
  • An electrically operated heat pump which preferably has an electric machine as a drive; and or
  • Coolant pump which preferably has an electric machine as a drive.
  • the components may include one or more air conditioning compressors, one or more radiator fans, one or more PTC heating elements, one or more suspension actuators, and / or one or more air compressors.
  • the latter components can also be considered as ancillary components.
  • the drive-related components and ancillary components may in particular have a single-, three- or generally multi-phase connection.
  • one or both connection sides can be formed in three-phase (generally multi-phase), in particular the connection side, which is connected to the power circuit described here.
  • the electrical supply components can furthermore be designed as electrical ancillary components, for example as described above, in particular as:
  • One or more disc heaters one or more air conditioning devices, in particular for the interior and / or
  • an electrically operated compressor of an internal combustion engine of the vehicle can be considered or even connected to an electric generator turbine, which is operated by the exhaust gas stream of an internal combustion engine of the vehicle.
  • the generator can feed power into the electrical system, in particular via the power control circuit.
  • the electrically operated compressor can be operated by the electrical system, in particular by reference of electrical power from the power control circuit. Since these components have a function used for traction of the vehicle (in which they are directly related to the internal combustion engine), these may also be considered as drive-related electrical components.
  • the components preferably have at least one electrical connection as a common feature, at which the electrical power from the power control circuit can be applied to the component, and / or via which the power control circuit can obtain power from the relevant component.
  • the electrical system comprises several voltage levels, in particular the voltage levels mentioned above, ie (i) 12 or 14 volts, (ii) 42 or 48 volts and (iii) 350, 380 and 400 volts). It can be provided with voltage levels several electrical systems, with different Have a Bordnetze different voltage level. According to another approach, the electrical system may have several electrical system sections, wherein different electrical system sections have different voltage level.
  • the electrical system or the on-board network sections comprises or comprise a plurality of on-board network power control circuits, wherein at least two of the
  • On-board power control circuits are provided in different voltage levels.
  • the on-board network can have a plurality of voltage levels, wherein a power control circuit comprises modulation sub-stages and selection sub-stages, which are assigned to different voltage levels.
  • a power control circuit comprises modulation sub-stages and selection sub-stages, which are assigned to different voltage levels.
  • two or more different voltage levels may be connected to the same power control circuit, wherein in particular one or more selection sub-stages or one or more modulation sub-stages may be connected to at least two different voltage levels.
  • the vehicle electrical system, a power control circuit or a plurality of power control circuits (together) comprise at least one drive circuit that is drivingly connected to the at least one selection stage and / or to the at least one modulation stage.
  • the on-board power control circuit is set to be selectably offset in at least two of the following states, in particular by means of the at least one drive circuit and preferably by driving the switching elements of the selection stage (s) and / or the modulation stage (s):
  • a state of charge in which an inductive or wired external charging connection is connected via the power modulation stage to the battery, to the batteries, or to the battery control device, or alternatively to a supply rail within the vehicle electrical system or within the power control circuit;
  • the battery and / or the capacitor in general: the capacitor device
  • the power circuit transfers power from the capacitor / from the battery to the electric machine
  • recuperation / in-charge state in which the electric machine, in particular the electric machine used for traction, or the starter generator or the alternator or another generator with the Battery is connected to the capacitor, with the battery driver and / or with the braking resistor;
  • a conditioning state in which the battery is connected to at least one of the temperature conditioning devices or with a climate compressor, with a heater, with a radiator fan, with a
  • ancillary unit can be used.
  • ancillary components are electrical components that are connected to the power control circuit and whose function has no immediate effect on the traction of the vehicle or the operation of traction or braking components.
  • the electrical system or the power circuit itself preferably comprises the drive circuit. This is connected to the at least one selection stage and / or to the at least one modulation stage in order to place the power circuit in one of the states mentioned.
  • the states are set by driving the switching elements of the selection stage (and / or the modulation stage).
  • the states are set by changing / setting the switching states of the selection stage (and / or the modulation stage).
  • the states are provided by the actuating drive signal which is supplied to the selection stage and / or the modulation stage.
  • the drive circuit of the selection stage is set up to change the switching states in the drive circuit such that the states mentioned result. It may be provided a higher-level control, which transmits the states in the form of desired states to the relevant drive circuit (s).
  • the power circuit may be arranged to be placed on the one hand in the state of charge, the drive state or the recuperation / internal state of charge, while at the same time being placed in the conditioning state and / or in the accessory supply state.
  • the at least one drive circuit is set up to set these states, in particular by delivering a corresponding drive signal to the relevant selection or modulation stage.
  • the electrical system or the power control circuit simultaneously serves to transmit electrical power from or to drive-related units and to or from ancillary units.
  • the selection stage or the at least one selection stage or the at least one selection sub-level can be configured as a switch that connects a pole on one side of the selection stage or selection sub-stage to a pole of the other side of the selection stage or the selection sub-level.
  • the at least one selection stage or the at least one selection sub-stage can be provided as a freely configurable switching matrix in which one or more poles of one side of the selection stage or of the selection sub-stage is connected to one or more poles of the other side of the selection stage or selection sub-stage ,
  • a further aspect of the invention relates to a vehicle electrical system with three-phase components.
  • the vehicle electrical system can be designed as described here or in some other way, and in particular may or may not include the power circuit.
  • the vehicle electrical system here is preferably designed as a vehicle electrical system set up for or arranged in a vehicle as described here, in particular in a (in particular not rail-bound) motor vehicle (passenger car, truck, bus, commercial vehicle, etc.) or in a watercraft.
  • the vehicle electrical system comprises at least one transformer, which is designed in three phases.
  • the transformer can be provided in a converter (DC / DC, DC / AC, AC / DC or AC / AC converter) or can connect on-board network branches of the vehicle electrical system.
  • the transformer can be provided in star or delta connection.
  • the vehicle electrical system may alternatively or in combination with the transformer have a three-phase braking resistor.
  • the braking resistor is connected within the vehicle electrical system as a consumer for recuperated power and, in particular, with an electrical machine of the motor vehicle used for traction, directly or via a switching arrangement. tied, in particular via a power circuit described here. It is also possible to provide a plurality of braking resistors which have different masses (and thus heat capacities) and / or different powers. The difference can be a factor of at least 1 .5, 2, 3 or 5.
  • a chopper As a further three-phase component, in particular a chopper (chopper) may be provided.
  • This has a DC side and an AC side.
  • the chopper includes at least one chopper switch configured to convert the DC-side signal into a (square wave) AC signal by repeatedly opening and closing
  • AC side of the chopper is applied.
  • a chopper switch an IGBT or a field effect transistor (in particular a MOSFET) is preferably used.
  • the chopper is designed in three phases.
  • the DC side and / or the AC side have for this purpose a three-phase connection.
  • the AC side may have a three-phase terminal, while the DC side has a single-phase or three-phase terminal.
  • the chopper switches are designed in three phases, with the chopper (at least) three chopper switches or three groups of
  • Chopper switches i.e., one chopper switch or a group thereof per phase.
  • a braking resistor in general: a heat converter which converts electrical energy into heat
  • a transformer in general: a transformer which converts electrical energy into heat
  • an electrical machine can be connected to the chopper switch.
  • These are preferably designed as the AC side of the chopper three-phase.
  • the braking resistors may be inductive braking resistors according to one embodiment.
  • the inductive braking resistors may comprise at least one primary coil, which has a connection for connection to a vehicle electrical system.
  • the inductive braking resistors further comprise at least one secondary coil. At least one ohmic resistance is connected to this.
  • the primary coil is magnetically coupled to the secondary coil, preferably via an at least one common core, which is set up to guide magnetic flux generated by the primary coil to the secondary coil.
  • the core is especially self-contained.
  • the primary coil is preferably galvanically isolated from the secondary coil.
  • the primary coil is preferably also sealed fluid-tight with respect to the secondary coil.
  • the secondary coil may be thermally coupled to a room or channel in which heat medium may reside or heat medium may flow.
  • the space or channel may be configured to be connected to a heating circuit of the vehicle. Since the heat drops substantially only at the secondary coil and the resistor, they may be formed with a lower mass than braking resistors, as ohmic braking resistors because ohmic braking resistors require additional electrical insulation.
  • an inductive heating resistor may be provided, which is designed like the inductive braking resistor.
  • the common term “inductive heat transducer” can be used for the inductive heating resistor and for the inductive braking resistor.
  • the inductive heat transducer is preferably provided in a vehicle electrical system which is located in a vehicle as described here be formed.
  • An on-board network of a vehicle is preferably equipped with at least one three-phase component or with an inductive heat converter as described here.
  • the same power can be transmitted with a smaller total cross section of the electrical lines as with single-phase systems, whereby conductor material can be saved.
  • the at least one selection stage can have connections which can be connected to one another differently by means of the switching elements of the selection stage (controlled).
  • the connections can be provided as phases of a multi-phase system, in particular as three-phase connections.
  • the selection stage can be configured for star-delta switching, wherein the connections or phases are connected to one another in an adjustable manner in the star or in the triangle by means of different switching states of the selection stage.
  • the selection stage may have two single phase connections for each phase. For example, individual phase windings or phase resistances (generally the individual phases of a source or a consumer) can be connected to these.
  • the selection stage has to implement the star-delta switch on a switch (especially single-pole) and a circuit breaker.
  • the changeover switch can be realized by means of two individual switching elements (in each case ON / OFF);
  • the circuit breaker can be realized with a switching element (ON / OFF).
  • the circuit breaker is connected in a series connection of two phases, and the toggle switch selectively connects a terminal of a first phase to one of two Connections of a second phase.
  • the first phase is not one of the two phases connected by the circuit breaker.
  • the switch and the circuit breaker may be at opposite ends of the same phase, in particular that one terminal of the switch is connected to this phase (to which the circuit breaker is also connected), which can be selectively connected to different terminals or sides of the same phase ,
  • the switch selectively connects a first single terminal or a second single terminal of the same phase to a first single terminal of a second phase.
  • the former switching position of the switch connects the first phase in series with the second phase (triangular configuration) and in the second switching position of the switch connects the second phase with a neutral point, to which the first phase is connected.
  • the star point is formed by the first single terminal of the first phase, wherein also the second terminal of the third phase and the first terminal of the second phase have this potential.
  • the circuit breaker is connected between individual terminals of different phases in order to be able to divide the triangle configuration to allow a star configuration.
  • the circuit breaker is in particular connected between the second single terminal of the second phase and a third phase, preferably between the second single terminal of the second phase and the first terminal of the third phase.
  • the circuit breaker is closed in the triangle configuration and open in the star configuration.
  • the second terminal of the third phase is directly connected to the first terminal of the first phase (ie to the star point).
  • the circuit breaker is open so that the second terminal of the first phase, the second terminal of the second phase and the first terminal of the third phase form the phase terminals of the star configuration, while the first terminal of the first phase, the first terminal of the star second phase and the second terminal of the third phase are connected together to form the neutral point.
  • the connection of the first terminal of the second phase to the neutral point is established by the switch, which further separates series connection of the first phase with the second phase in this star configuration.
  • the circuit breaker separates the series connection of the second phase with the third phase.
  • the first, second and third phases are connected in series.
  • the switch connects the first phase and the second phase in series, while the switch separates the direct connection between the second phase and the first terminal of the first phase (corresponding to the neutral point) in the triangular configuration.
  • circuit breaker (due to its closed state) serially connects the second to the third phase.
  • the at least one selection stage can therefore also be set up to select the configuration in which the connections of the selection stage are connected (star or triangle). This concerns the first and / or the second selection stage.
  • the mentioned reversing and disconnecting switches interconnect terminals of the at least one selection stage and may be provided in combination with the switching elements with which the selector stage selects one or more terminals for connection (with the modulation stage).
  • FIGS. 1 to 3 are overview illustrations of various variants of a vehicle electrical system power control circuit.
  • FIGS. 4 and 5 show specific embodiments of electrical systems and serve to illustrate exemplary functions.
  • FIG. 6 shows by way of example a three-phase component.
  • FIG. 7 shows an example of an inductive heat converter.
  • the electrical system power control circuit 10 shown in FIG. 1 (in the following: power circuit) comprises a first power path selection stage 20 and a second power path selection stage 20 '. Between the first selection stage 20 and the second selection stage 20 ', a power modulation stage 30 is provided.
  • the first selection stage 20 is shown as a switch in which a first page (in Figure 1: the left side of the selection stage 20) comprises three poles, which according to the selected selection with a pole of the other side (in Figure 1: the right side of Selection stage 20) of the selection stage 20 can be connected.
  • the illustrated selection stage 20 can also be considered as a three-pole selection switch.
  • the second selection stage 20 ' can be considered as a four-pole selection stage.
  • the side of the first selection stage 20, which is connected to the modulation stage 30 (in Figure 1: the right side of the selection stage 20), has only one pole.
  • the side of the second selection stage 20 'which is connected to the modulation stage (in FIG. 1: the left side of the selection stage 20') has only one pole.
  • the modulation stage 30 and the second selection stage 20 ' are formed in two parts (see horizontal graduation line, dashed). There are two modulation levels and two selection levels. Each part of the modulation stage 30 and the selection stage 20 '(i.e., each sub-stage) has at least one corresponding one
  • each of the sub-stages of the second selection stage 20 ' is connected to a corresponding modulation sub-stage of the modulation stage 30.
  • the power circuit 10 shown in FIG. 1 comprises a connection side 40 connected to the first selection stage 20 (with the side of the first selection stage 20 opposite to the modulation stage 30), and a second connection side 42 of the power circuit 10 having the second selection stage 20 ', in particular with the side of the selection stage 20', which is opposite to the modulation stage 30.
  • the selection stages 20 and 20 'and the modulation stage 30 are provided between the first and the second terminal side 40, 42.
  • the first selection stage 20, the modulation stage 30 and subsequently the second selection stage 20 ' are connected in series in this order.
  • the first and the second connection side are connected to one another via this serial connection of the first and second selection stage as well as the modulation stage.
  • the first selection stage 40 comprises three connections 50, wherein the number of connections 50 of the first connection side 40 corresponds to the number of poles of the selection stage 20.
  • the number of poles can exceed the number of connections.
  • the number of terminals can exceed the number of poles.
  • the second connection side 42 comprises four connections 52, wherein the number of connections 52 of the second side 42 corresponds to the number of poles of the selection stage 20 '.
  • the variant shown in Figure 1 thus comprises two selection stages 20 and 20 ', which are arranged on both sides of the modulation stage.
  • FIG. 2 shows a variant in which the modulation stage 30 is connected directly to the second connection side 42, in contrast to the variant of FIG. 1, in which the second selection stage 20 'is provided between the modulation stage 30 and the second connection side 42.
  • the variant shown in FIG. 2 comprises a first connection side 40, which has three connections 50.
  • the first selection stage 20, which is connected to the first terminal side has three poles, which can be connected to one pole of the side of the first selection stage 20, which is the modulation stage and is connected to it.
  • the first selection stage shown in Figure 2 is in contrast to the selection stage of Figure 1 is not a switch, in which only a single pole of a page with a pole of the opposite side of the selection stage can be connected. Rather, the selection stage 20 of Figure 2 is designed in the sense of a switching matrix, in which the connection between each pole of one side and the pole of the opposite side (the modulation stage facing) can be controlled individually. In this case, for example, only one connection 50 can be connected to the modulation stage 30. Furthermore, two or all three connections 50 can also be connected to the modulation stage 30, or no connection 50 can also be connected to the modulation stage. The possibility of not connecting any of the terminals 50 to the modulation stage 30 via the first selection stage 20 would be shown in FIG. 1 if the changeover switch 20 had a further, unoccluded pole position that could be selected to connect the terminal 40 from the modulation stage 30 to separate.
  • an optional rectification arrangement 62 is shown, wherein between the selection stage 20 and the modulation stage 30, an equally optional smoothing capacitor arrangement is interposed. Both arrangements are optional and can therefore be omitted. If these are omitted, the relevant arrangement is replaced by a direct connection between the first terminal side 40 and the selection stage 20 or between the selection stage 20 and the modulation stage 30.
  • the second connection side 42 comprises two connections 52, which are individually (ie individually) connected to the modulation stage 30. If the modulation stage 30 is divided into sub-stages which are operated with the same drive signal or with different drive signal components, the respective sub-stages are individually connected to the individual terminals 52 of the second side 42. Thereby, the switching elements in the modulator stage 30 can be divided and to the terminals 52 different components can be connected to perform different functions.
  • a second selection stage should be provided between the modulation stage 30 and the second connection side 42, this selectably connects two poles (on the modulation stage side) with two poles on the side of the second connection side 42 and can also be used in the sense of a switch as in FIG 1 as well as in the sense of a switching matrix as the first selection stage 20 of Figure 2 may be formed.
  • FIG. 3 shows a further variant of the power circuit 10, in which the modulation stage 30 is connected to the second connection side 42 via the second selection stage 20 '.
  • the modulation stage 30 is connected directly (without selection stage) to the first connection side 40.
  • the first connection side 40 comprises only one connection 50. This connection is led directly to the modulation stage 30.
  • the second selection stage 20 ' is provided which operates as a four-pole changeover switch. As already noted, instead of a changeover switch, a switching matrix can also be provided.
  • a drive circuit 70 is further shown, which is shown here in two parts as an example.
  • a part of the drive circuit 70 outputs a drive signal for the modulation stage 30 and a further part of the drive circuit 70 outputs a drive signal for the second selection stage 20 '.
  • the drive circuit 70 is connected to respective drive signal inputs of the modulation stage 30 and the second selection stage 20 '.
  • a higher-order control unit 80 can be provided (see dashed box of FIG. 3), which generates a power specification and outputs it to the drive circuit 70.
  • a corresponding output of the higher-level control unit 80 is connected to an input for power specifications, the drive circuit 70.
  • FIG. 3 An optional bypass 90 is shown in FIG. 3, which bypasses the selection stage 20 '.
  • An alternative connection is shown in dotted line, wherein the bypass 90 connects the first connection side 40 with the second connection side 42.
  • the dotted line thus represents a variant in which the modulation stage and the second selection stage 20 'are bridged by the bypass.
  • a bypass 90 bypasses the modulation stage but not the selection stage.
  • the bypass would connect the first connection side 40 to the second selection stage 20 '.
  • the bypass would be in series with the second selection stage, this series circuit connects the first terminal side to the second terminal side.
  • an optional bypass switch 92 is shown in FIG. 3, which is connected in series with the bypass 90 and can be controlled as a separate switch.
  • a drive input of the bypass switch 92 is connected to the drive circuit 70 so that the drive circuit 70 can drive the bypass switch 92.
  • the bypass line 90 is shown in FIG. 3 as a second connection of the modulation stage 30 on the side of the selection stage 20 '.
  • the modulation stage 30 may be subdivided into two modulation stages, wherein a first modulation sub-stage connects the first connection side 40 to the selection stage 20 ', and a second modulation sub-stage of the modulation stage 30 connects the first connection side 40 directly to the second connection side (or via the bypass switch 92) connects.
  • the bypass may also preferably be provided including the bypass switch 92 between the modulation stage 30 and the first terminal side 40, in which case a first selection stage such as the selection stage 20 parallel to the bypass connects the first terminal side 40 with the modulation stage 30.
  • FIGS. 1-3 Since the components of FIGS. 1-3 have similar functions, they will be denoted by the same reference numerals. Elements designated by the same reference sign may have the same characteristics.
  • FIG. 4 shows a vehicle electrical system 100 with a
  • the component 120 is a traction motor unit with a controllable bridge circuit 122 to which an electric machine is connected. This can work as a traction engine of the vehicle. Further, the electric machine 124 may operate as a generator to recuperate kinetic energy of the vehicle.
  • the component 120 is connected to a first side of the power circuit 110.
  • the bridge circuit (and also connected thereto electrical machine 124) are formed in three phases.
  • the traction motor unit On one side of the traction motor unit, which is opposite to the side of the traction motor unit connected to the power circuit 110, the traction motor unit has a smoothing capacitor 127. On the side to which this smoothing capacitor 127 is connected, there are connections 126.
  • connections can be switched via switch 128.
  • a high-voltage battery (rated voltage 400 V, 350 V, 360 V or 380 V) connected, see dashed line.
  • the high-voltage battery 129 can serve as a sink for the recuperated by the electric machine 124 and power to be charged with this.
  • the bridge circuit 122 forms part of the power circuit, in particular including the smoothing capacitor 127.
  • the bridge circuit 122 forms in particular a modulation stage or modulation sub-stage of the power circuit.
  • the bridge circuit is configured to operate as an inverter for the electrical machine 124 connected thereto.
  • this is only one of several possibilities of the function of the chunk circuit 122, since it may also modulate or otherwise control power from the electric machine to the battery 129 in other power path directions, such that the battery 129 functions as a power sink as in FIG can work shown.
  • the power circuit 110 shown in FIG. 4 comprises a modulation stage 140. As described, this may form modulation stages of the power circuit together with the bridge circuit 122, or the bridge circuit 122 and the modulation stage 140 may be considered as modulation sub-stages of a common modulation stage of the power circuit. In this way, the terminals 126 may be considered as the first terminal side of the power circuit thus illustrated. Similarly, only the battery 129 can be considered as a connected component, with the elements labeled 127 and 122 being considered part of the power circuit.
  • the modulation stage 140 as shown in Figure 4 is polyphase, in particular three-phase, formed and includes for each polarity and for each phase one (or more) power switch or power switching elements, which may be formed as shown in Figure 4 as MOSFETs.
  • the circuit breakers are designed with a diode (body diode).
  • the side of the bridge circuit 140 that is closed to the first terminal has a smoothing capacitor 142.
  • the smoothing capacitor 142 (in particular, in general, smoothing capacitors) are connected in parallel.
  • the bridge circuit 140 as well as the bridge circuit 122 are configured as B6C bridges.
  • the bridge circuit 140 is used in the figure 4 as Mauaggratestellglied or as an auxiliary unit actuator.
  • the modulation stage 140 is on the side opposite the side of the modulation stage 140 connected to the component 120, is connected to a selection stage 160 via a connection circuit 150.
  • the connection circuit 150 may be formed as a terminal board (or as a fuse unit) be.
  • the selection stage 160 may also be referred to as a plurality of (similar) switching elements in view of their function and their realization
  • a second side 1 12 of the power circuit is connected to the selection stage 160.
  • the selection stage has a plurality of individually controllable switching elements and is designed as a switching matrix.
  • the switching elements of the selection stage are each a pair of antiparallel-connected thyristors.
  • connection side 1 12 is formed multi-phase, in particular three-phase.
  • a terminal contact (or at least one terminal contact) of the three-phase terminals is connected directly to the modulation stage 140.
  • a connection contact (in particular a plurality of connection contacts) of the three-phase connections is connected to the modulation stage 140 via a switching element of the selection stage.
  • a terminal contact (i.e., a phase) of the three-phase terminals is connected to the modulation stage 140 directly (i.e., without switching element of the selector stage 160). Further, two terminal contacts (i.e., the remaining two phases) are connected to the modulation stage 140 via switching elements of the selector stage 160. In particular, the same phase of each terminal is connected directly (i.e., without switching element of selection stage 160) to modulation stage 140, while the other phases are connected to modulation stage 140 via switching elements of selection stage 160.
  • Component 130 is an electrically powered air conditioning compressor.
  • Component 132 is a braking resistor. Because of this (in addition to the conversion of recuperated
  • Power sink also has a drive-related function (namely, deceleration of the vehicle through interaction with the electric machine 124), component 132 may also be considered as a drive-related component.
  • This division into drive-related components and ancillary components is merely optional and may vary depending on the view of the function being considered.
  • the component 124 is an electrical heating element (PTC element).
  • PTC element electrical heating element
  • component 130 or 134 may be regarded as a drive-related component or accessory component.
  • a power path from the electric machine 124 is in the direction of the battery 129 (as a component, in particular drive-related component) via a modulation stage 122 or modulation sub-stage, and another one
  • Power path runs from the electric machine 124 via a modulation stage 140 or modulation sub-stage via the selection stage 160 to the components 130, 132, 134. Since the power path from the electric machine 124 to the battery or to the terminal 126 via the controllable switch 128 runs , these switches may be considered as switching elements of a common selection stage, which further comprises the switching elements between the modulation stage 140 and the second terminal 12. In this case, these switching elements on the one hand and the switching elements 128 form selection sub-stages of the same selection stage. Alternatively, the switching elements 128 form a selection stage and the selection stage 160 forms its own selection stage (the same power circuit or different power circuits). If the electric machine 124 works as a motor, then there is a first
  • FIG. 5 shows a vehicle electrical system 200 with an external charging connection 202, via which the vehicle electrical system is connected to a stationary supply network (not part of the vehicle electrical system).
  • a stationary supply network not part of the vehicle electrical system.
  • the charging port 202, the rectifier 204 and the smoothing capacitor 206 are single-phase and designed for the operating voltage of the supply network (AC).
  • the operating voltage of the supply network is converted by the rectifier and the smoothing capacitor into a DC voltage (about 365 V).
  • This DC voltage is supplied to a controlled three-phase bridge 208, which operates as a DC / AC converter to convert the DC voltage into a three-phase current.
  • the bridge 208 is configured as a modulation stage or modulation sub-stage.
  • the double arrows indicate a possible power flow in FIG.
  • the power flow leads from the external charging connection 202 via the bridge 208 to a transformer 210.
  • the transformer is three-phase and transmits the power received from the external charging connection 202 and converted by the bridge 208 to an on-board network section 220 and to an on-board network section 230.
  • the on-board power supply section 220 comprises an input side 221 (three-phase) and an output side 222. To the output side, a plurality of accessory components are connected, including motors 223a, b as ancillary components (such as servomotors) and a heating element 223c, also a Mauaggregatkomponente. This ancillary component is three-phase.
  • the components 223a and b may alternatively include at least one traction motor driven by the onboard power supply section 220.
  • the components 223a and / or b may further include a starter / generator for an internal combustion engine, a generator (alternator) and / or a starter for an internal combustion engine.
  • the components 223a and b are hub wheel motors of the vehicle (disposed on an axle or on two axles of the vehicle).
  • the vehicle electrical system section 220 further comprises a first modulation sub-stage 224a and a second modulation sub-stage 224b.
  • the modulation sub-stages are designed as B6C bridges.
  • the modulation stages are designed in three phases, with at least one controllable power switching element being provided for each polarity of the alternating current and for each phase. In FIG. 5, the power switching elements are MOSFETs.
  • Selection sub-stages 225a, b are provided between the modulation sub-stages 224a, b and the components 223a, b.
  • a first selection substage 225a is connected between the first modulation substage 224a and the ancillary components 223a, c.
  • a second selection sub-stage 225b is connected between the second modulation sub-stage 224b and the ancillary components 223b.
  • Subsidiary components are divided into two groups, each group is connected via an individual selection lower stage with a modulation sub-level.
  • the number of poles of the selection sub-stages corresponds to the number of sub-aggregate components connected to the respective selection sub-level.
  • the number of phases of the selection sub-stages and the modulation stages corresponds to the number of phases of the connected components.
  • the on-board network section 220 is at a different voltage level than the bridge 208.
  • the on-board power supply section 220 is at a voltage level of 48 V (or 42 V), which corresponds to the operating voltage of the components 223a-c.
  • a voltage level of 12 V or 14 V be provided instead of a Voltage level of 48 V (or 42 V).
  • the input side 221 and the output side 222 are operated only in a power flow direction, in particular since all ancillary components of the electrical system section 220 are consumers. Should at least one accessory component of the electrical system section 220 be a power source or at least have a state in which this auxiliary component represents a power source, then there is a power flow that is opposite to the power flow represented by the double arrows. Side 221 would be an output side with reverse power flow and side 222 would be an input side. In general, pages 221 and 222 would be power interfaces of the on-board electrical system section.
  • a power flow from one of the accessory components to another accessory component of the same on-board power supply section may take place when one accessory component serves as a power source and the other accessory component operates as a power sink.
  • the input side and the output side can also be referred to as power interfaces (within the on-board network or within the on-board network power control circuit.) These interfaces connect vehicle electrical system sections with one another.
  • a further on-board network section 230 comprises an input side 231 and an output side 232 (in general: a first and a second power interface) as well as accessory components and drive-related components 233a-e.
  • the components 233a and 233e are braking resistors but with different power. The different performances result from the different wiring.
  • the component 233a is connected between two phases of a three-phase three-phase system
  • the component 233e is connected between a phase of a three-phase three-phase system and a dc potential
  • the dc potential with another dc potential forms a dc voltage which is modulated by a modulation sub-stage 234c to therefrom the three-phase system to build.
  • the components 233a and 233e are thus themselves single-phase.
  • Component 233b is an electrically powered air conditioning compressor. This is formed in a single phase, but may also be formed in three phases (not shown in Figure 5).
  • the component 233d is an inductive heater that is single-
  • a first modulation sub-stage 234a connects the input side 231 (generally: power interface) to a first selection sub-stage 235a.
  • a second modulation sub-stage 234b connects the input side 231 (generally: power 7
  • a third modulation sub-stage 234c connects the input side 231 to a second selection sub-stage 235b.
  • the first selection sub-stage 235a connects the first modulation sub-stage 234a to the output page 232.
  • the second selection sub-stage 235b connects the third modulation sub-stage 234c to the output page 232.
  • the second modulation sub-stage 234b is connected to the output side 232 without an intermediate selection stage.
  • the first, second and third modulation sub-stages 234a-c are designed in three-phase, in particular as bridges with controllable switching elements.
  • the modulation sub-stages are each designed as B6C bridges.
  • the component 233c is driven in a three-phase manner by the second modulation sub-stage 234b.
  • the first and / or the third modulation sub-stage 234a, c can be connected to the terminals of the output side, to which the second modulation sub-stage 234b is also connected.
  • a first group of the modulation sub-stages (first and third modulation sub-stages 234a, c) is connected to the output side 232 via a respective selection sub-stage (first and second selection sub-stages 235a, b).
  • a different group of the modulation sub-stages (comprising only the second modulation sub-stage 234b in FIG.
  • selection sub-stages may be interconnected to allow for the connection of at least one modulation sub-stage to a port (as shown in FIG. 5). If the first and third modulation sub-stages 234a, c are not switched on, then other components (i.e., components other than component 233c) may be operated with these sub-stages.
  • a selection stage 236 comprising two switches (one for each phase).
  • the switches are designed as a changeover switch and are arranged to prefer the connection of the input side 231 to the transformer 210 or to the bridge 208.
  • the input side 231 is designed like the bridge 208 for high voltage (DC voltage 400 V, 350 V, 360 V or 380V).
  • the transformer 210 comprises a winding unit which is also designed for high voltage and thus can be connected to the input side 231.
  • the input side is connected to the bridge 208 for connection to an external charging connection or connected to the transformer 210.
  • the bridge is designed for a unidirectional power flow, but can also be bidirectional O
  • the selection stage 236 is preceded by a rectifier 240 (three-phase).
  • the rectifier 240 connects the transformer 210 to the input side 231.
  • a smoothing capacitor 250 (connected in parallel) is provided.
  • a high-voltage battery 260 is connected to the modulation stage via a switch pair 262 (contactor).
  • the pair of switches and the selection stage 236 may be considered as a common (higher level) selection level, or alternatively may be considered as two selection levels or selection levels.
  • the power path (originating from the external charging port) from transformer 210 passes through rectifier 240 and select stage 236 and past smoothing capacitor 250 to high voltage battery 260. A portion of the power may be passed through modulation sub-stages 234a, c to components 233a -233e lead. Further, part of the power from the external charging terminal via the transformer leads to the input side 221.
  • a connection contact of the rectifier 240 may be connected to ground (of the onboard power supply section 230), preferably to a ground potential, which is galvanically isolated from a chassis ground of the vehicle (in particular from the ground potential of the onboard power supply section 220).
  • connection from the selection stage 236 to the high-voltage battery 260 may be considered a bypass, wherein a second connection side (not shown) may be provided in front of the battery, which is connected by the bypass to the connection side 231.
  • the state shown in Figure 5 corresponds to a state of charge, in which a wired external charging port 202 is connected to the power circuit. Instead of a wired external charging port 202 may also be provided an inductive charging port.
  • the entire circuit of Fig. 5 can be considered, minus the supply network to the left of the charging port 202, the high-voltage battery 260, the components 223a, b and the components 233a-e.
  • the power circuit comprises a plurality of voltage levels, wherein a voltage level is formed by the circuit portion to the right of the input side 221 and another voltage level is formed by the remaining elements of the power circuit.
  • the different voltage levels are split. In this case, a galvanic isolation between different voltage levels is provided. Furthermore, a galvanic separation between different parts of the same voltage level is provided.
  • an inductive charging port 270 (shown in phantom) can be provided. This is connected to the connection between the transformer 210 and the bridge 208. The result is the power paths shown by dashed arrows: From charging port 270 to bridge 208, from bridge 208 to selection stage 236 and from selection stage 236 to high-voltage battery 260. In addition, a power path results from charging terminal 270 via transformer 210 to the electrical system section 220. The switches 236 are in position 1 when using the inductive charging connection and when using the wired charging connection in position 2. When using the inductive charging connection, there is no power path from the transformer to the vehicle electrical system section 230 due to the switch position.
  • a driving condition (which may also be referred to as an accessory supply condition)
  • the switches 236 are in position 1.
  • the charging port 270 is switched off, the supply network is not connected. This results in the power paths shown with dotted lines: From the
  • High-voltage battery via the switches 236 to the bridge 208 and to the modulation sub-stages 234a-c (wherein the bridge 208 can also be considered as a modulation sub-stage) when power is removed from the high-voltage battery 260, and in the reverse direction, when the high-voltage battery is powered, about from the electric machine 233c or a generator or starting generator as one of the components of the on-board power supply section 230 or 220.
  • the power balance of the battery 260 is preferably balanced such that the dashed arrow representing the power flow is bidirectional.
  • the bridge 208 and the modulation sub-stages 234a-c together modulate the power derived from the high-voltage battery 260 and the power supplied to the high-voltage battery and the onboard power supply section 230, respectively.
  • Another power path leads from the bridge 208 or from the modulation sub-stages 234a-c to the transformer 210 or vice versa. Through this Power can be supplied from the on-board power supply 220 to the on-board power supply section 230 or the battery 260, or power can be transmitted in the opposite direction.
  • the power path continues from the transformer 210 to the onboard power supply section 220 and from the onboard power supply section 220, respectively, to the transformer. Due to the switch position of the switches 236 (position 1), there is no power path from the transformer 210 to the vehicle electrical system section 230, whereby the switch 236 can also be in position 2 and the vehicle electrical system section delivers or receives power.
  • bidirectional arrow left of the modulation sub-stage 234b shows that power can flow in both directions when driving, ie towards the components and away from the components.
  • at least one of the components can generate power, such as component 233c (formed as a traction motor, for example, which is capable of recuperation), wherein the power is fed from the modulation stage 234b into the onboard power supply section 230.
  • This power can also be transmitted via the connection between the onboard power supply section 230 and the on-board power supply section 220 from the component 233c to the on-board power supply section 220 or to other components 233a, b, d, e of the on-board power supply section 220.
  • the modulation sub-step 234b thus serves as a bidirectional converter To transmit power to the component 233c, and to transfer power from the component 233c to other components (the on-board power supply section 230 or the Bornetzabitess 220).
  • Other modulation sub-stages of the electrical system section 230 may be unidirectional, for example when the component connected to it has only the function of a load.
  • the arrows shown in the on-board network sections 220 and 230 show the power flow from one side of a modulation stage or modulation sub-stage to a component or, if also represented by the arrow direction, in the opposite direction.
  • the switches 236 operate as a first selection stage, with delivery via the external charging port 202 bypassing the selection stage. It is therefore possible to provide a connection between a first connection side and a modulation stage (or modulation sub-stage) which does not lead beyond the (first) selection stage.
  • different voltage levels may be present, but these are preferably electrically isolated from one another, in particular via a transformer.
  • a component can also be connected to connections on a second connection side. be closed, which are connected to different modulation levels or selection stages, in order to be able to obtain performance over several performance paths.
  • the components of a vehicle electrical system section preferably have an operating voltage which corresponds to the nominal operating voltage of the electrical system section.
  • Figure 6 shows a three-phase component 300.
  • This includes a three-phase terminal side 302 (i.e., a three-phase terminal) with three terminal contacts, i. one connection contact per phase.
  • the connection side 302 is designed for connection to an electrical system of a vehicle as described here.
  • the three-phase component 300 comprises three single-phase components 304a-c (in each case, for example, in the form of a winding, in particular one
  • Transformer in the form of a coil, a resistor, a capacitor, etc.).
  • FIG. 7 shows, by way of example, an inductive heat converter 400.
  • the heat converter comprises a connection 402 with connection contacts. The connection is set up to be connected to a vehicle electrical system.
  • the terminal 402 is shown in single phase, but the terminal 402 may also be formed multi-phase and in particular three-phase.
  • the heat converter 400 further includes a primary coil 404 connected to the terminal 402.
  • a magnetic core 406 of the thermal transducer magnetically connects the primary coil 404 and a secondary coil 408 of the thermal transducer.
  • the magnetic core 406 comprises iron and / or at least one ferrite and guides the magnetic flux between the primary coil and the secondary coil.
  • At the secondary coil 408 is a resistor
  • the heat converter comprises a channel 412 with a feed line and a drain and an inner space 412a, with which the resistor 410 and / or the secondary coil is thermally coupled.
  • the channel is fluidly separated from the primary coil 404 (and the terminal 402), in particular by a seal.
  • the channel is configured to be provided in a heating circuit in which circulates the heat medium, which is also passed through the channel 412.
  • the magnetic core 406 separates the primary coil 404 galvanically from the secondary coil 408.
  • the primary coil 404 of Figure 7 is single-phase, but the primary coil may also be multi-phase and in particular three-phase.
  • the secondary coil is preferably single-phase, as shown in FIG. 7, but may also be multi-phase and in particular three-phase. This also applies to the resistor connected to the secondary coil.

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Abstract

An onboard electrical system power control circuit (10) having at least one electrically controllable power path selection stage (20, 20'), having at least one electrically controllable power modulation stage (30) and having a first and a second connection side (40, 42) is described. The first and second connection sides (40, 42) are connected to one another via the at least one power path selection stage (20, 20') and the at least one power modulation stage (30). At least one of the connection sides (40, 42) has a plurality of connections (50, 52) that are connected to a power connection of the at least one power modulation stage (30) so as to be able to be selected by means of the at least one power path selection stage (20, 20'). In addition, an onboard electrical system (100) is described that is equipped with an onboard electrical system power control circuit (10) as disclosed here.

Description

Beschreibung  description
Bordnetz-Leistungssteuerungsschaltung und Bordnetz Mit der zunehmenden Anzahl von Funktionen und elektrisch betriebenen Komponenten hat sich in der Vergangenheit die Komplexität von Bordnetzen in Fahrzeugen deutlich erhöht. Insbesondere Hybridantriebe, Start-Stopp-Funktionen sowie Rekuperation und Segeln erfordern einen gezielten, gesteuerten Leistungsfluss innerhalb des Antriebsstrangs. Auch weitere (Sicherheits-)Funktionen, insbeson- dere Funktionen der Fahrsicherheit wie aktives Lenken oder ESP oder ABS, oder auch Komfortfunktionen wie elektrisches Heizen oder das Betreiben eines Klimakompressors erfordern hohe elektrische Leistungen und insbesondere hohe Ströme, die große Anforderungen an ein stabiles Bordnetz darstellen und insbesondere präzise zu steuern sind, vgl. beispielsweise auch die Ansteuerung von Bremswi- derständen, an die Rekuperationsleistung abgegeben wird, oder auch Ladefunktionen von Traktionsakkumulatoren oder die Ansteuerung von elektrischen On-board power control circuit and on-board network With the increasing number of functions and electrically operated components, the complexity of on-board networks in vehicles has increased significantly in the past. In particular, hybrid powertrains, start-stop functions as well as recuperation and sailing require a targeted, controlled power flow within the powertrain. Other (safety) functions, in particular functions of driving safety such as active steering or ESP or ABS, or also comfort functions such as electric heating or the operation of an air conditioning compressor require high electrical power and in particular high currents that represent great demands on a stable electrical system and in particular are precisely controlled, cf. For example, the control of Bremswi- resistance to which Rekuperationsleistung is delivered, or charging functions of traction batteries or the control of electrical
Traktionsmotoren. Traction motors.
Bislang wurden für zahlreiche Komponenten jeweils individuelle Steuerungen oder Schaltstufen verwendet, die die Leistung modulieren, welche den einzelnen Komponenten zugeführt wird oder die von diesen abgerufen wird. Diese Steuerungen arbeiten unabhängig voneinander und erhalten gegebenenfalls lediglich Sollleistungsvorgaben als Steuersignale von einer übergeordneten Steuerung, die von den individuellen Steuerungen umzusetzen sind. Dies führt jedoch zu einer hohen An- zahl von Leistungsstellgliedern u.a. innerhalb von Bordnetzen und ist ferner mit hohen Bauteilkosten verbunden. So far, individual controls or switching stages have been used for numerous components which modulate the power supplied to or retrieved from the individual components. These controllers operate independently of each other and, if necessary, receive only nominal power specifications as control signals from a higher-level controller, which are to be implemented by the individual controllers. However, this leads to a high number of power actuators u.a. within on-board networks and is also associated with high component costs.
Es ist daher eine Aufgabe der Erfindung, eine Möglichkeit aufzuzeigen, mit der Bordnetze für eine Vielzahl von Funktionen in vereinfachter Weise ausgestaltet werden können. It is therefore an object of the invention to provide a way can be configured with the on-board electrical system for a variety of functions in a simplified manner.
Offenbarung der Erfindung Disclosure of the invention
Diese Aufgabe wird gelöst durch die Bordnetz-Leistungssteuerungsschaltung sowie durch das Bordnetz gemäß den unabhängigen Ansprüchen. Zahlreiche Ausführungsformen ergeben sich mit den Merkmalen der unabhängigen Ansprüche. This object is achieved by the electrical system power control circuit and by the electrical system according to the independent claims. Numerous embodiments result from the features of the independent claims.
Es wurde erkannt, dass sich die Anzahl von elektrischen oder elektronischen Leistungsstellgliedern (insbesondere Leistungshalbleiter, elektrische Verbindun- gen, Kondensatoren, Verbindungstechnik, Kühlung, Sensorik und/oder Steuerung) und die Kosten hierfür und deutlich reduzieren lassen, wenn das Bordnetz derart gestaltet ist, dass die gleiche Leistungs-Modulationsstufe für mehrere Funktionen verwendbar ist. Mit anderen Worten werden teure Leistungshalbleiter eingespart, in dem für mehrere Lasten und/oder für mehrere Quellen dieselbe Leis- tungs-Modulationsstufe verwendet wird. It has been recognized that the number of electrical or electronic power actuators (in particular power semiconductors, electrical connections, capacitors, connection technology, cooling, sensor technology and / or control) and the costs for this and significantly reduce, if the electrical system is designed such that the same power modulation stage for multiple functions is used. In other words, expensive power semiconductors are saved by using the same power modulation stage for several loads and / or for multiple sources.
Um unterschiedliche Funktionen getrennt voneinander steuern zu können, wird zumindest eine Auswahlstufe vorgesehen, die mit der Leistungs-Modulationsstufe verbunden ist und über die einzelne Leistungspfade von mehreren Leistungspfaden (welche durch die Bordnetz-Leistungsansteuerungsschaltung hindurch führen) oder einer Untergruppe von Leistungspfaden gezielt ausgewählt werden können. Dadurch wird die gleiche Leistungs-Modulationsstufe für eine Vielzahl von Funktionen benutzt, so dass es nicht mehr nötig ist, für jede Funktion eine eigene Leistungs-Modulationsstufe vorzusehen. In order to be able to control different functions separately from one another, at least one selection stage is provided, which is connected to the power modulation stage and can be selectively selected via the individual power paths of a plurality of power paths (which pass through the on-board power drive circuit) or a subset of power paths , As a result, the same power modulation stage is used for a plurality of functions, so that it is no longer necessary to provide a separate power modulation stage for each function.
Dieser Herangehensweise liegt die Erkenntnis zugrunde, dass die Leistungs-Modulationsstufe in komplexen Bordnetzen (d. h. mit einer Vielzahl von Komponenten) zur Kostenverringerung im Zentrum stehen sollte und für mehrere Lasten oder Quellen gleichermaßen verfügbar sein sollte. Es wurde erkannt, dass sich die mindestens eine Auswahlstufe, die neben der Leistungs-Modulationsstufe vorgesehen wird, dadurch mehr als amortisiert, dass die Leistungs-Modulationsstufe von mehreren Funktionen gleichermaßen verwendet wird, insbesondere da eine Leistungs-Modulationsstufe mit deutlich höheren Kosten verknüpft ist als eine Leistungspfad-Auswahlstufe. Underlying this approach is the recognition that the power modulation stage should be central in complex on-board networks (i.e., with a variety of components) for cost reduction and should be equally available to multiple loads or sources. It has been recognized that the at least one selection stage provided adjacent to the power modulation stage is more than amortized in that the power modulation stage is shared by multiple functions, particularly since a power modulation stage is associated with significantly higher costs than a performance path selection stage.
Anstatt daher für jede Komponente eine eigene Leistungs-Modulationsstufe vorzusehen, kann für jede Funktion ein eigener Leistungspfad in der Auswahl stufe vorgesehen sein, wobei dieser Leistungspfad in der Auswahl stufe deutlich günstiger ist als eine individuelle Leistungs-Modulationsstufe für jede Funktion. Therefore, instead of providing a separate power modulation stage for each component, a separate power path may be provided in the selection stage for each function, this power path in the selection stage being significantly less expensive than an individual power modulation stage for each function.
Alle oder ein Großteil der Leistungspfade, die durch den Schaltzustand der mindestens einen Auswahlstufe auswählbar bzw. schaltbar sind, führen durch die mindestens eine Leistungs-Modulationsstufe hindurch. Somit kann die mindestens eine Leistungs-Modulationsstufe als eine Ressource betrachtet werden, die durch die mindestens eine Auswahlstufe für mehrere Komponenten verfügbar ist, d.h. zeitlich versetzt verfügbar ist und/oder aufgeteilt in mehrere Leis- tungs-Modulationsstufen oder Modulationsunterstufen verfügbar ist. Insbesondere wird durch die Erfindung die Anzahl der Stellglieder gegenüber dem Stand der Technik verringert bzw. minimiert, wobei diese Stellglieder für eine große Anzahl von Funktionen verwendet werden. Ferner wird durch die erfindungsgemäße Herangehensweise die Verbindungstechnik und Integration deutlich vereinfacht, da das Bordnetz keine eigenständigen Steuerstränge zur individuellen Modulation der zugehörigen Leistungspfade mehr umfasst, sondern sich durch zumindest eine gemeinsame Leistungssteuerungs- schaltung zahlreiche Wiederverwendungsmöglichkeiten ergeben (beispielsweise Kühlung, Gehäuse, Verkabelung bzw. Leiterbahnen, Abschlüsse, etc.). All or a majority of the power paths, which can be selected or switched by the switching state of the at least one selection stage, pass through the at least one power modulation stage. Thus, the at least one power modulation stage may be considered as a resource that is available through the at least one multi-component selection stage, ie, is available at a later time and / or is available split into a plurality of power modulation stages or modulation sub-stages. In particular, the invention reduces or minimizes the number of actuators over the prior art, these actuators being used for a large number of functions. Furthermore, the connection technology and integration is significantly simplified by the approach according to the invention, since the vehicle electrical system no longer comprises independent control circuits for the individual modulation of the associated power paths, but by at least one common Leistungssteuerungs- circuit numerous reuse options arise (for example, cooling, housing, wiring or interconnects , Degrees, etc.).
Schließlich wurde erkannt, dass sich dieselbe Leistungs- Modulationsstufe für zahlreiche Funktionen individualisieren lässt durch Zugriff auf die mindestens eine Leistungs-Modulationsstufe mittels Zeitmultiplex, wobei eine Funktion nach der anderen von der gleichen Leistungs-Modulationsstufe abgearbeitet wird, auswählbar mittels der Auswahlstufe. Ferner kann dieselbe Leistungs- Modulationsstufe für zahlreiche Funktionen/Komponenten individualisiert werden durch (vorzugsweise veränderliches) Einteilen der Leistungs-Modulationsstufe in Modulationsunterstufen, die gleichzeitig verschiedene Funktionen durchführen können, so dass eine individuelle Ansteuerung von Funktionen gleichzeitig möglich ist. Finally, it has been recognized that the same power modulation stage can be customized for numerous functions by accessing the at least one power modulation stage by time division, where one function after the other is processed by the same power modulation stage selectable by the selection stage. Furthermore, the same power modulation stage can be customized for numerous functions / components by (preferably variably) dividing the power modulation stage into modulation sub-stages, which can simultaneously perform different functions, so that individual control of functions is simultaneously possible.
Hierbei kann jede Untergruppe der Modulationsstufe einer bestimmten Funktion (oder eine vorbestimmten Menge an Funktionen) zugeordnet sein, während eine andere Untergruppe gleichzeitig zumindest eine andere Funktion durchführt. Here, each subset of the modulation level may be associated with a particular function (or a predetermined set of functions) while another subset simultaneously performs at least one other function.
Hierbei werden die Untergruppen gemäß der Leistungsanforderung der Funktion gewählt, so dass insbesondere nacheinander stattfindende Funktionen, welcher eine sehr leistungsfähige Untergruppe erfordert (beispielsweise Laden einer Traktionsbatterie bzw. Hochvoltbatterie mittels externer Energiequelle oder Zuführen von Rekuperationsenergie an einen Bremswiderstand), während weniger leistungsintensive Funktionen (beispielsweise Lenkunterstützung und Betreiben eines Klimakompressors) gleichzeitig durch jeweils weniger leistungsfähige Untergruppen der Leistungs-Modulationsstufe durchgeführt werden können. Here, the subgroups are selected according to the performance requirement of the function, so that in particular successive functions requiring a very powerful subset (eg charging a traction battery by means of external power source or supplying recuperation energy to a braking resistor), while less power intensive functions (for example Steering support and operating an air compressor) can be performed simultaneously by less powerful subgroups of the power modulation stage.
Insbesondere wurde erkannt, dass zahlreiche sehr leistungsstarke Funktionen, die im Wesentlichen die gesamte Leistungs-Modulationsstufe oder einen Großteil hiervon erfordern, nur nacheinander aktiviert werden, so dass hierfür nacheinander dieselbe Leistungs-Modulationsstufe verwendet werden kann (Beispiel: Laden einer Traktionsbatterie mittels externer Energiequelle und Rekuperieren). Es wird daher eine Bordnetz-Leistungssteuerungsschaltung (im Weiteren: Leistungsschaltung) beschrieben, die mindestens eine elektrisch steuerbare Leistungspfad-Auswahlstufe (im Weiteren: Auswahlstufe) aufweist. Ferner weist die Leistungsschaltung mindestens eine elektrisch steuerbare Leis- tungs-Modulationsstufe (im Weiteren: Modulationsstufe) auf. Die mindestens eine Auswahlstufe ist in Reihe mit der mindestens einen Modulationsstufe geschaltet. Es können mehrere Auswahlstufen parallel geschaltet sein. In particular, it has been recognized that many very powerful functions that require substantially all or some of the power modulation stage are only activated one after the other so that the same power modulation stage can be used in succession (example: charging a traction battery by means of external power source and recuperation). Therefore, an on-board power control circuit (hereinafter: power circuit) is described, which has at least one electrically controllable power path selection stage (hereinafter: selection stage). Furthermore, the power circuit has at least one electrically controllable power modulation stage (hereinafter: modulation stage). The at least one selection stage is connected in series with the at least one modulation stage. Several selection stages can be connected in parallel.
Ferner können mehrere Modulationsstufen parallel geschaltet sein. Die Leistungsschaltung weist zumindest eine erste und eine zweite Anschlussseite auf. Die Anschlussseite ist ebenso als Leistungs-Anschlussseite ausgebildet. Die erste und die zweite Anschlussseite sind über die mindestens eine Leistungspfad-Auswahlstufe und die mindestens eine Leistungs-Modulationsstufe miteinander verbunden. Die erste Anschlussseite kann die Funktion eines Eingangs oder eines Ausgangs haben. Ferner kann die zweite Anschlussseite die Funktion eines Eingangs oder eines Ausgangs haben. Die Funktion der jeweiligen Anschlussseite ergibt sich insbesondere aus den Komponenten, die an die Leistungsschaltung angeschlossen sind (und die insbesondere nicht Teil der Leistungsschaltung sind). Furthermore, a plurality of modulation stages can be connected in parallel. The power circuit has at least a first and a second connection side. The connection side is also designed as a power connection side. The first and the second terminal side are connected to each other via the at least one power path selection stage and the at least one power modulation stage. The first port side may have the function of an input or an output. Further, the second terminal side may have the function of an input or an output. The function of the respective connection side results in particular from the components which are connected to the power circuit (and which in particular are not part of the power circuit).
Wenn die erste Anschlussseite ein Eingang ist, so bildet die zweite Anschlussseite vorzugsweise einen Ausgang. Wenn die erste Anschlussseite ein Ausgang ist, so bildet die zweite Anschlussseite vorzugsweise einen Eingang. Wenn die (erste und/oder zweite) Anschlussseite mehrteilig ausgebildet ist (bzw. sind), so kann ein Abschnitt der Anschlussseite als Eingang vorgesehen sein, während ein anderer Abschnitt der gleichen Anschlussseite als Ausgang vorgesehen ist. When the first terminal side is an input, the second terminal side preferably forms an output. When the first terminal side is an output, the second terminal side preferably forms an input. If the (first and / or second) terminal side is (are) formed in several parts, then a portion of the terminal side may be provided as an input, while another portion of the same terminal side is provided as an output.
Mindestens eine der Anschlussseiten, vorzugsweise beide Anschlussseiten oder alle Anschlussseiten, weist bzw. weisen mehrere Anschlüsse auf. Dies kann auch als mehrteilige Ausbildung der Anschlussseite(n) bezeichnet werden. Die mehreren Anschlüsse sind über die mindestens eine Auswahlstufe auswählbar mit einem Leistungsanschluss der Modulationsstufe verbunden. At least one of the connection sides, preferably both connection sides or all connection sides, has or have a plurality of connections. This can also be referred to as a multi-part design of the connection side (s). The plurality of terminals are selectably connected to a power terminal of the modulation stage via the at least one selection stage.
Die Anschlüsse entsprechen insbesondere mehreren Polen einer Seite der min- destens einen Auswahlstufe, wobei ein oder mehrere Pole der anderen Seite der Auswahlstufe mit der Modulationsstufe verbunden sind. Zwischen der einen Seite und der anderen Seite der Auswahlstufe ist mindestens ein Schaltelement vorgesehen, das die Verbindung oder die Verbindungen (d.h. die Leistungspfade) zwischen der einen und der anderen Seite der Leistungsauswahlstufe steuern kann. c The connections correspond in particular to a plurality of poles on one side of the at least one selection stage, one or more poles of the other side of the selection stage being connected to the modulation stage. Between the one side and the other side of the selection stage there is provided at least one switching element which can control the connection or connections (ie the power paths) between the one and the other side of the power selection stage. c
5  5
Die auswählbaren Leistungspfade führen von der einen zur anderen Seite der Auswahlstufe(n).  The selectable performance paths lead from one to the other side of the selection level (s).
In topologischer Hinsicht bildet die mindestens eine Auswahlstufe einen In topological terms, the at least one selection stage forms one
Multiplexschalter oder einen Demultiplexschalter, mit dem der Zugriff auf die mindestens eine Leistungs-Modulationsstufe oder Unterstufe hiervon (oder auch einen Bypass der Leistungsschaltung) gesteuert wird. Multiplex switch or a demultiplex switch, with which the access to the at least one power modulation stage or sub-stage thereof (or also a bypass of the power circuit) is controlled.
Bei mehreren Modulationsstufen und/oder bei mehreren Modulationsunterstufen kann dadurch die mindestens eine Auswahlstufe den Zugriff auf die Modulationsstufe gleichzeitig individuell steuern. Andererseits kann die Leistungspfad -Auswahl stufe den Zugriff auf die Modulationsstufe zeitlich unterteilt steuern. Mit Zugriff auf die Modulationsstufe ist das gesteuerte Anschließen von Komponenten (Leistungsquellen oder Leistungssenken) gemeint, wobei hierbei die Mo- dulationsstufe oder Modulationsstufen (oder deren Unterstufen) als Teile derIn the case of several modulation stages and / or in the case of a plurality of modulation sub-stages, the at least one selection stage can thereby control the access to the modulation stage individually at the same time. On the other hand, the power path selection stage can time-divide the access to the modulation stage. By accessing the modulation stage is meant the controlled connection of components (power sources or power sinks), whereby the modulation stage or modulation stages (or their sub-stages) are part of the
Ressource (oder deren Unterstufen )betrachtet wird, auf die die Komponenten zugreifen, um gemäß einem entsprechenden Leistungspfad verbunden zu werden. Resource (or its sub-stages) accessed by the components to be connected according to a corresponding performance path.
Der Präfix„Leistung" bedeutet, dass das so bezeichnete Merkmal (Modulations- stufe, Auswahlstufe, Anschlüsse, Ansteuerungsschaltung, Leistungspfad, Halbleiter, etc.) für eine Stromstärke von mindestens 1 A, mindestens 10 A, mindestens 50 A oder mindestens 100 A ausgelegt ist. Insbesondere werden Vorrichtungen oder Bauelemente, die lediglich zur Erzeugung, Verarbeitung oder Übermittlung von Steuerungs- oder Kommunikationssignalen dienen, nicht mit diesem Präfix be- zeichnet. The prefix "power" means that the so-called feature (modulation level, selection stage, connections, control circuit, power path, semiconductors, etc.) is designed for a current of at least 1 A, at least 10 A, at least 50 A or at least 100 A. In particular, devices or components which merely serve to generate, process or transmit control or communication signals are not designated by this prefix.
Die Modulationsstufe ist eingerichtet, die durch sie hindurchfließende Leistung (bzw. den Strom) zu modulieren. Die Modulationsstufe moduliert einen Leistungspfad, der durch die Modulationsstufe hindurch führt (und insbesondere von der Auswahlstufe ausgewählt wurde). Die mindestens eine Modulationsstufe kann ferner eingerichtet sein, mindestens einen durch die Modulationsstufe hindurch führenden Leistungspfad und insbesondere mehrere Leistungspfade, die durch die Modulationsstufe hindurch führen, zu modulieren. Die mindestens eine Modulationsstufe ist eingerichtet, die Leistung (und insbesondere den Strom), die durch den oder die Leistungspfade geführt wird, gemäß einer Leistungsvorgabe, die vorzugsweise von einem Ansteuersignal wiedergegeben wird, einzustellen. Dieses Einstellen wird auch als Modulation bezeichnet. The modulation stage is arranged to modulate the power (or current) flowing through it. The modulation stage modulates a power path that passes through the modulation stage (and, in particular, has been selected by the selection stage). The at least one modulation stage may further be configured to modulate at least one power path passing through the modulation stage, and in particular a plurality of power paths passing through the modulation stage. The at least one modulation stage is arranged to set the power (and in particular the current), which is passed through the power path (s), in accordance with a power setting, which is preferably reproduced by a drive signal. This adjustment is also called modulation.
Als Ansteuersignal ist ein zusätzliches Signal zu verstehen, das einem Steuerein- gang eines Schaltelements, der Modulationsstufe, der Modulationsunterstufe, der Auswahlstufe oder der Auswahlunterstufe zugeführt wird, und ist gleichermaßen eine ansteuernde Anregung in dem durch das Schaltelement führende Leistungssignal zu verstehen, die den Schaltzustand des Schaltelements, der Modulationsstufe, der Modulationsunterstufe, der Auswahlstufe oder der Auswahlunterstufe ändert. The drive signal is an additional signal which corresponds to a control input of a switching element, the modulation stage, the modulation sub-stage, the Equally, it is understood to mean a driving excitation in the power signal passing through the switching element, which changes the switching state of the switching element, the modulation stage, the modulation sub-stage, the selection stage or the selection sub-stage.
Das Ansteuersignal als zusätzliches Signal kann direkt von einer Ansteuerschaltung stammen. Eine ansteuernde Anregung kann gemäß der Leistungsvorgabe von einem Element erzeugt werden, das geeignet ist, eine Anregung in dem Leis- tungssignal zu erzeugen, etwa ein Leistungsschalter, ein Kondensator und/oder eine Spule. Eine ansteuernde Anregung kann erzeugt werden, wenn etwa eine an die Leistungsschaltung angeschlossene elektrische Maschine stromlos geschaltet werden soll. Die ansteuernde Anregung kann insbesondere ein Strompuls, eine Stromflanke, ein Spannungspuls oder eine Spannungsflanke sein, die in dem Leistungssignal vorliegt bzw. in dieses eingespeist wird. Der Puls bzw. die Flanke weist vorzugsweise eine Änderungsrate bzw. einen Amplitudenhub auf, der ausreicht, den Schaltzustand des Schaltelements (bzw. der Auswahlstufe) zu ändern. Die mindestens eine Ansteuerstufe kann einen Thyristor aufweisen, dessen Schaltzustand sich bei einer Spannungsspitze ändert, etwa von„leitend" zu„nicht leitend". The drive signal as an additional signal can come directly from a drive circuit. A driving excitation may be generated according to the power specification of an element capable of generating excitation in the power signal, such as a power switch, a capacitor and / or a coil. A triggering excitation can be generated if, for example, an electric machine connected to the power circuit is to be de-energized. The triggering excitation may, in particular, be a current pulse, a current edge, a voltage pulse or a voltage edge which is present in the power signal or is fed into it. The pulse or the edge preferably has a rate of change or an amplitude deviation which is sufficient to change the switching state of the switching element (or of the selection stage). The at least one drive stage may have a thyristor whose switching state changes at a voltage peak, for example from "conducting" to "non-conducting".
Die mindestens eine Modulationsstufe ist eingerichtet, die Leistung bzw. Leistungen (oder auch den mindestens einen Leistungspfad) in mehreren Stufen (insbesondere mehr als zwei) oder im Wesentlichen kontinuierlich einzustellen, insbesondere durch Pulsweitenmodulation bzw. durch Einstellen eines Tastverhältnisses. Die mindestens eine Modulationsstufe ist eingerichtet, gemäß einem Modulationssignal die Leistung bzw. den Leistungspfad einzustellen, wobei eine zeitliche Mittelung des Modulationssignals der Leistungsvorgabe entspricht. Das Modulationssignal umfasst eine Signalkomponente mit einer Schaltfrequenz, die höher ist als die Frequenz, in der die Leistung durch die Modulationsstufe hindurch gemäß Leistungsvorgabe geändert wird. Wenn mehr als eine Modulationsstufe verwendet wird, so können diese parallel geschaltet sein, gegebenenfalls verbunden mit unterschiedlichen Anschlüssen und/oder unterschiedlichen Aus- wahlstufen oder Auswahlunterstufen. Wenn mehr als eine Modulationsstufe verwendet wird, so können diese ferner seriell geschaltet sein, so dass eine Seite einer Modulationsstufe (oder Modulationsunterstufe) mit einer Seite einer weiteren Modulationsstufe (oder Modulationsunterstufe) verbunden ist. Die mindestens eine Modulationsstufe ist insbesondere zur Erzeugung eines Leistungssignals eingerichtet, das zeitlich gemittelt (etwa Mittelung über ein Zeitfenster oder Tiefpassfilterung) eine (angenäherte) Sinuswelle ergibt, etwa zur An- steuerung einer elektrischen Maschine. Als Sinuswelle wird ein ein- oder auch mehrphasiges Signal bezeichnet. Die Modulationsstufe ist gemäß einer ersten Variante insbesondere in der Lage, einen Stromfluss unabhängig von der The at least one modulation stage is set up to adjust the power or powers (or the at least one power path) in several stages (in particular more than two) or substantially continuously, in particular by pulse width modulation or by setting a duty cycle. The at least one modulation stage is set up to set the power or the power path according to a modulation signal, wherein a temporal averaging of the modulation signal corresponds to the power specification. The modulation signal comprises a signal component having a switching frequency which is higher than the frequency at which the power is changed through the modulation stage according to the power setting. If more than one modulation stage is used, these may be connected in parallel, possibly connected to different terminals and / or different selection stages or selection sub-stages. If more than one modulation stage is used, they may also be serially connected such that one side of a modulation stage (or modulation sub-stage) is connected to one side of another modulation stage (or modulation sub-stage). The at least one modulation stage is set up, in particular, for generating a power signal which, averaged over time (such as averaging over a time window or low-pass filtering), yields an (approximate) sine wave, such as for driving an electrical machine. A sine wave is a single or multi-phase signal. According to a first variant, the modulation stage is capable, in particular, of conducting a current independently of the current flow
Momentanphase, von dem aktuellen Stromwert und von dem aktuellen Spannungswert, an- und auszuschalten. Schaltvorgänge der Modulationsstufe sind nicht an bestimmte Zeitpunkte gebunden, wie es etwa bei Phasenanschnittsteuerungen der Fall ist. Gemäß einer weiteren Variante ist die Modulationsstufe an Schaltvorgänge zu bestimmten Momentary phase, from the current current value and the current voltage value, on and off. Switching operations of the modulation stage are not tied to specific times, as is the case with phase-angle controls, for example. According to a further variant, the modulation stage is intended for switching operations
Momentanphasenwerten (des Stroms oder der Spannung gebunden, etwa an Nulldurchgänge. Die Lebensdauer der Modulationsstufe bzw. der Schaltelemente der Modulationsstufe beträgt insbesondere mindestens 106 und vorzugsweise mindestens 109 oder mindestens 1012 Schaltspiele bei Nennschaltleistung der Modulationsstufe bzw. der Schaltelemente. Besonders bevorzugt werden Schaltelemente verwendet, die keinen Verschleiß aufweisen und in der Anzahl der Schaltspiele unbegrenzt sind. Die Modulationsstufe ist vorzugsweise für Schalt- Vorgänge mit einer Frequenz von mindestens 20 Hz, 100 Hz oder 200 Hz, und vorzugsweise mindestens 1 kHz, mindestens 5 kHz oder mindestens 10 oder 20 kHz oder mindestens 100kHz. The service life of the modulation stage or of the switching elements of the modulation stage is in particular at least 10 6 and preferably at least 10 9 or at least 10 12 switching cycles at rated switching power of the modulation stage or the switching elements The modulation stage is preferably for switching operations with a frequency of at least 20 Hz, 100 Hz or 200 Hz, and preferably at least 1 kHz, at least 5 kHz or at least 10 or 20kHz or at least 100kHz.
Etwa elektromechanische Schalter sind zur Ausbildung der Modulationsstufe nicht geeignet, da diese aufgrund der hohen erforderlichen Anzahl und Frequenz vonAbout electromechanical switches are not suitable for the formation of the modulation stage, since these due to the high required number and frequency of
Schaltvorgängen nicht dauerhaft eingesetzt werden können. Switching operations can not be used permanently.
Die Modulationsstufe umfasst mindestens ein Schaltelement, insbesondere mindestens einen Leistungshalbleiter, vorzugsweise einen durch Ansteuersignale ansteuerbaren Leistungshalbleiter, beispielsweise einen Leistungstransistor. DerThe modulation stage comprises at least one switching element, in particular at least one power semiconductor, preferably a power semiconductor which can be controlled by drive signals, for example a power transistor. Of the
Leistungshalbleiter kann insbesondere ein Feldeffekttransistor (insbesondere mit isoliertem Gate) oder ein Bipolartransistor sein, etwa ein MISFET (metal insulator semiconductor field effect transistor, Metall-Isolator-Halbleiter-Feldeffekttransistor), insbesondere ein MOSFET (metal-oxide-semiconductor field-effect transistor, Me- tall-Oxid-Halbleiter-Feldeffekttransistor) oder ein IGBT (Bipolartransistor mit isoliertem Gate). Ferner kann der Leistungshalbleiter auch ein GTO-Thyristor (GTO: Gate Turn Off) sein. Power semiconductors may in particular be a field-effect transistor (in particular with an insulated gate) or a bipolar transistor, for example a metal insulator semiconductor field effect transistor (MISFET), in particular a metal-oxide-semiconductor field-effect transistor (MOSFET). Metal oxide semiconductor field effect transistor) or an IGBT (Insulated Gate Bipolar Transistor). Furthermore, the power semiconductor may also be a GTO thyristor (GTO: Gate Turn Off).
Der steuerbare mindestens eine Leistungshalbleiter der Modulationsstufe ist vor- zugsweise mindestens ein steuerbares Halbleiterelement, dessen Leitungszustand o The controllable at least one power semiconductor of the modulation stage is preferably at least one controllable semiconductor element whose line state O
steuerbar beliebig an- und ausgeschaltet werden kann, und der insbesondere auch unabhängig vom Strom, der durch ihn fließt, geschaltet werden kann. Vorzugsweise sind mehrere Leistungshalbleiter vorgesehen. Diese können als eine Halbleitbank (beispielsweise eine MOSFET-Bank oder eine GTO-Thyristor-Bank) gruppiert sein, etwa in Form mehrerer gleichartiger oder zumindest in Gruppen gleichartiger Leistungshalbleiter, die vorzugsweise parallel geschaltet sind. can be controlled arbitrarily on and off, and in particular independently of the current flowing through it, can be switched. Preferably, several power semiconductors are provided. These may be grouped as a semiconductor bank (for example a MOSFET bank or a GTO thyristor bank), for example in the form of a plurality of identical or at least in groups of similar power semiconductors, which are preferably connected in parallel.
Das mindestens eine Schaltelement der Modulationsstufe weist einen Steuereingang auf (etwa ein Gate oder eine Basis). Über diesen Steuereingang wird der Schaltzustand in Abhängigkeit von dem Ansteuersignal eingestellt. Das Schaltelement wird vorzugsweise nur in zwei Schaltzuständen betrieben, nämlich an oder aus. The at least one switching element of the modulation stage has a control input (such as a gate or a base). About this control input of the switching state is set in dependence on the drive signal. The switching element is preferably operated only in two switching states, namely on or off.
Ferner umfasst die Bordnetz-Leistungssteuerungsschaltung eine Ansteuerschal- tung für die Modulationsstufe. Die Ansteuerschaltung ist mit zumindest einem Steuereingang zumindest eines Leistungshalbleiters der Modulationsstufe verbunden. Die Ansteuerschaltung ist vorzugsweise mit allen Steuereingängen der (zur Modulation verwendeten) Leistungshalbleiter der Modulationsstufe direkt oder indirekt verbunden. Die Ansteuerschaltung kann insbesondere Teil des Bordnetzes sein, wobei die Ansteuerschaltung allgemein Teil des Bordnetzes sein kann, Teil der Leistungsschaltung sein kann, oder Teil eines Abschnitts des Bordnetzes sein kann, der nicht Teil der Leistungsschaltung ist. Furthermore, the onboard power supply control circuit comprises a drive circuit for the modulation stage. The drive circuit is connected to at least one control input of at least one power semiconductor of the modulation stage. The drive circuit is preferably connected directly or indirectly to all control inputs of the (for modulation used) power semiconductor of the modulation stage. The drive circuit may in particular be part of the electrical system, wherein the drive circuit may generally be part of the electrical system, may be part of the power circuit, or may be part of a portion of the electrical system that is not part of the power circuit.
Die Ansteuerschaltung ist ausgestaltet, ein Ansteuersignal in einer Modulations- frequenz zu erzeugen, wobei die Signalkomponente des Ansteuersignais, das dieThe drive circuit is configured to generate a drive signal in a modulation frequency, wherein the signal component of the drive signal that the
Modulationsfrequenz aufweist, zur Wellenformung oder Formung des (gemittelten) Leistungsverlaufs eines Arbeitssignalanteils des Ansteuersignais dient. Das Ansteuersignal entspricht dem Modulationssignal. Der Arbeitssignalanteil entspricht der Leistungsvorgabe bzw. dessen zeitlicher Verlauf. Das zeitlich gemittelte Mo- dulationssignal ist gemäß der Leistungsvorgabe ausgestaltet. Die (maximale)Modulation frequency, for wave shaping or shaping of the (average) power curve of a working signal portion of the drive signal is used. The drive signal corresponds to the modulation signal. The working signal component corresponds to the power specification or its time course. The time-averaged modulation signal is designed in accordance with the power specification. The maximal)
Frequenz der Leistungsvorgabe ist kleiner als die Modulationsfrequenz, da sich durch zeitliche Mittelung (d.h. Tiefpassfilterung) aus dem Ansteuersignal der Arbeitssignalanteil (welcher der Leistungsvorgabe entspricht) ergibt. Das Modulationssignal ist vorzugsweise ein Rechtecksignal, insbesondere mit variablem Tastverhältnis bzw. ein Pulsweitenmodulationssignal, um mittels des variablen Tastverhältnisses den Verlauf des Arbeitssignals zu definieren. Die Modulationsstufe und insbesondere deren Leistungshalbleiter sind eingerichtet, den Leistungsfluss gemäß dem Modulationssignal zu modulieren, um dadurch das Arbeitssignal zu erzeugen, dessen Verlauf sich durch Glätten bzw. durch zeitliches Mitteln des Modulationssignals ergibt. Frequency of the power specification is smaller than the modulation frequency, since the working signal component (which corresponds to the power specification) results from temporal averaging (ie low-pass filtering) from the control signal. The modulation signal is preferably a rectangular signal, in particular with a variable duty cycle or a pulse width modulation signal, in order to define the course of the working signal by means of the variable duty cycle. The modulation stage and in particular its power semiconductors are set up to modulate the power flow in accordance with the modulation signal, thereby modifying the Generate working signal, the course of which results from smoothing or by temporal means of the modulation signal.
Die Ansteuerschaltung ist eingerichtet, ein Modulationssignal zu erzeugen, mit dem die Modulationsstufe den Stromfluss modulieren kann, um den Leistungspfad gemäß Leistungsvorgabe einzustellen. Die Ansteuerschaltung kann ein einzelnes Ansteuersignal erzeugen oder ein Ansteuersignal mit mehreren Einzelkomponenten (im Sinne eines Vektors von Ansteuersignalen), wobei die Einzelkomponenten parallelgeschalteten Schaltern zugeführt werden, mehreren Schaltern unterschied- licher Phase des gleichen Leistungspfads, oder mehreren Schaltern unterschiedlicher Leistungspfade. The drive circuit is configured to generate a modulation signal with which the modulation stage can modulate the current flow to adjust the power path according to power setting. The drive circuit may generate a single drive signal or a drive signal having a plurality of individual components (in the sense of a vector of drive signals), wherein the individual components are supplied in parallel switches, multiple switches of different phase of the same power path, or multiple switches of different power paths.
Als Arbeitssignal kann ein ein- oder mehrphasiger Sinus oder Supersinus erzeugt werden, dessen Frequenz variabel ist, wobei als Modulationssignal ein Rechteck- Signal verwendet wird, dessen Pulsweite bzw. Tastverhältnis einen Verlauf aufweist, der dem Verlauf des Sinussignals (d. h. das Arbeitssignal) entspricht. Als Sinussignal werden Signale mit einer Sinusgrundschwingung bezeichnet, wobei die Leistung der Sinusgrundschwingung mindestens 50 %, 70%, 90% oder 95% der Gesamtleistung des Signals ausmacht. As a working signal, a single- or multi-phase sine or supersinus can be generated whose frequency is variable, wherein the modulation signal is a rectangular signal whose pulse width or duty cycle has a course that corresponds to the course of the sine signal (ie the working signal). The sinusoidal signal is a signal with a fundamental sine wave, where the power of the fundamental sine wave is at least 50%, 70%, 90% or 95% of the total power of the signal.
Als Supersinus werden Signale bezeichnet, die neben einer Sinusgrundschwingung eine dritte Oberschwingung dieser Grundschwingung aufweisen, deren Amplitude ca. 1/6 der Amplitude der Grundschwingung beträgt. Die Grundschwingung und die Oberschwingung machen den Großteil der Leistung des Supersinussignals aus, insbesondere mehr als 75%, 90 % oder 95 %. Supersinus refers to signals which, in addition to a fundamental sine wave, have a third harmonic of this fundamental, the amplitude of which amounts to approximately 1/6 of the amplitude of the fundamental. The fundamental and the harmonic make up most of the power of the supersinus signal, in particular more than 75%, 90% or 95%.
Als Arbeitssignal kann ferner ein Signal in Dreiecksform, in Trapezform oder in Rechteckform verwendet werden oder auch ein Sinussignal mit nur einer Halbwelle. Die Arbeitssignale können ein- oder mehrphasig sein, insbesondere dreiphasig. In addition, a signal in triangular, trapezoidal or rectangular form or else a sine signal with only one half-wave can be used as the working signal. The operating signals can be single-phase or multi-phase, in particular three-phase.
Unabhängig von der Form kann das Arbeitssignal ein Signal sein, das zum Speisen einer elektrischen Maschine geeignet ist, insbesondere ein Signal das geeignet ist, ein Drehfeld in einer elektrischen Maschine zu erzeugen. Ferner kann das Arbeitssignal ein Signal sein, das zum Betreiben eines Transformators geeignet ist. Da die möglichen Wellenformen bzw. Oberwellenanteile wesentlich vom Einsatz und von der Ausgestaltung des Transformators oder der elektrischen Maschine abhängen, können die Wellenformen bzw. Signaleigenschaften nicht abschließend aufgezählt werden. Die Auswahlstufe umfasst ein Schaltelement, vorzugsweise mindestens eines für jeden der Anschlüsse der Auswahlstufe. Das Schaltelement kann als elektrome- chanischer Schalter ausgebildet sein, ist jedoch vorzugsweise ein Leistungshalbleiter, insbesondere ein ansteuerbarer Leistungshalbleiter. Regardless of the form, the working signal may be a signal suitable for feeding an electrical machine, in particular a signal suitable for generating a rotating field in an electrical machine. Further, the working signal may be a signal suitable for operating a transformer. Since the possible waveforms or harmonic components depend essentially on the use and design of the transformer or the electrical machine, the waveforms or signal properties can not be enumerated. The selection stage comprises a switching element, preferably at least one for each of the terminals of the selection stage. The switching element can be designed as an electromechanical switch, but is preferably a power semiconductor, in particular a controllable power semiconductor.
Das Schaltelement der Auswahlstufe ist insbesondere ein Transistor, beispielsweise ein Feldeffekttransistor wie ein MOSFET oder ein Bipolartransistor, beispielsweise ein IGBT. Alternativ kann das Schaltelement in Form eines thyristorbasierten elektronischen Schalters vorgesehen sein, beispielsweise in Form min- destens eines Thyristors, oder in Form mindestens eines TRIACs. Ferner kann das Schaltelement einen GTO-Thyristor umfassen. The switching element of the selection stage is in particular a transistor, for example a field-effect transistor such as a MOSFET or a bipolar transistor, for example an IGBT. Alternatively, the switching element may be provided in the form of a thyristor-based electronic switch, for example in the form of at least one thyristor, or in the form of at least one TRIAC. Furthermore, the switching element may comprise a GTO thyristor.
Die Leistungsschaltung kann eine Ansteuerschaltung für die Auswahlstufe aufweisen, die eingerichtet ist, der Auswahl stufe oder Auswahlstufen und insbeson- dere deren Schaltelemente ein Steuersignal zu übermitteln, gemäß dem dieThe power circuit can have a selection circuit for the selection stage, which is set up to transmit to the selection stage or selection stages and, in particular, its switching elements, a control signal according to which the
Schaltzustände der Auswahlstufe angesteuert werden. Das Ansteuersignal steuert die Schaltzustände vorzugsweise maximal mit der Arbeitsfrequenz, d.h. maximal mit der Maximalfrequenz der Leistungsvorgabe. Das Steuersignal der Schaltelemente hat eine Frequenz oder Maximalfrequenz, die geringer ist als die Schalt- frequenz der Modulationsstufe, d. h. die Frequenz des Modulationssignals. DieSwitching states of the selection stage are controlled. The drive signal preferably controls the switching states maximally with the operating frequency, i. maximum with the maximum frequency of the power specification. The control signal of the switching elements has a frequency or maximum frequency which is lower than the switching frequency of the modulation stage, d. H. the frequency of the modulation signal. The
Schaltelemente der Auswahlstufe können Schaltelemente sein, bei denen die Möglichkeit, einen Schaltzustand zu ändern, von dem Leistungsfluss durch das Schaltelement hindurch abhängt (etwa Thyristoren oder TRIACs, insbesondere ohne GTO-Funktion). Die Modulationsstufe ist eingerichtet, die Höhe des Leis- tungsflusses zu modulieren. Switch elements of the selection stage may be switching elements in which the possibility of changing a switching state depends on the power flow through the switching element (such as thyristors or TRIACs, in particular without GTO function). The modulation stage is set up to modulate the level of the power flow.
Die Auswahlstufe ist eingerichtet, eine Konfiguration aus mehreren Schaltkonfigurationen zu wählen. Bei unterschiedlichen Schaltkonfigurationen sind die zwei Anschlussseiten auf unterschiedliche Weise miteinander verbunden. Durch die wählbare Konfiguration wird definiert, welche Komponenten über die Leistungs- steuerungsschaltung miteinander verbunden sind, wobei, wie bereits bemerkt, die Modulationsstufe die Leistungsstärke des Flusses, die gemäß Konfiguration über die Leistungssteuerungsschaltung miteinander verbunden sind, ansteuert. Der Leistungsfluss ist vorzugsweise stufenlos oder auch in mehreren Stufen (mehr als zwei vorzugsweise) durch die Modulationsstufe einstellbar, so dass die Modulation mehrere Stärkegrade umfassen kann. The selection stage is set up to select a configuration of several switching configurations. In different switching configurations, the two connection sides are connected to each other in different ways. The selectable configuration defines which components are interconnected via the power control circuit, where, as already noted, the modulation stage drives the power of the flux, which are interconnected as configured through the power control circuit. The power flow is preferably infinitely or in several stages (more than two preferably) adjustable by the modulation stage, so that the modulation can include several degrees of strength.
Ferner kann die Auswahlstufe (oder zumindest eine der Auswahlstufen und -Unterstufen) eingerichtet sein, die (über die Zeit gemittelte) Leistung des Leis- tungsflusses in mehr als zwei Stufen und insbesondere wertkontinuierlich oder quasi wertkontinuierlich einzustellen. Die Auswahlstufe kann daher (mittels der zugehörigen Ansteuerschaltung) eingerichtet sein, die Leistung einzustellen, insbesondere durch Phasenanschnittsteuerung bzw. zur Schwingungspaketansteue- rung. Die Auswahlstufe und insbesondere deren Ansteuerschaltung sind somit zur Phasenanschnittsteuerung bzw. zur Schwingungspaketansteuerung eingerichtet. Es kann eine Ansteuerschaltung vorgesehen sein (als Teil der Leistungsschaltung oder insbesondere als Teil der Auswahlstufe), die zur Phasenanschnittsteuerung bzw. zur Schwingungspaketansteuerung eingerichtet ist. In Reihe mit der Modulationsstufe kann dadurch der Leistungsfluss kaskadiert gesteuert werden, zum einen durch die Modulationsstufe als erste Kaskade und zum anderen durch die Auswahlstufe als zweite Kaskade. Die Schaltfrequenz der Auswahlstufe ist hierbei niedriger als die Schaltfrequenz der Modulationsstufe. Die Modulationsstufe ist eingerichtet (zusammen mit ihrer Ansteuerschaltung), eine gewünschte Wellenform (als zeitlich gemitteltes Signal) durch Modulieren, d.h. durch Ein- und Ausschalten, zu erzeugen, wobei das Ein- und Ausschalten mit einer Frequenz durchgeführt wird, die höher als die Grundfrequenz der gewünschten Wellenform ist. Die Wellenform entspricht dem oben genannten Arbeitssignal. Die Auswahlstufe ist eingerichtet, eine Pulsweitenmodulation bzw. eine Schwingungspaketansteuerung an dieser Wellenform durchzuführen, um die (zeitlich gemittelte) Leistung einzustellen. Dadurch kann etwa aus einem Gleichsignal durch Modulieren ein Sinus mit oder ohne wesentlichen Oberwellenanteil, ein Supersinussignal, ein Sinussignal mit nur einer Halbwelle, ein Dreieckssignal, ein Trapezsignal oder ein Rechtecksignal erzeugt werden. Ein Supersinussignal umfasst eine Sinusschwingung als Grundschwingung sowie eine dritte Oberschwingung der Grundschwingung mit einer Amplitude, die ca. einem Sechstel der Amplitude der Grundschwingung entspricht. Dieses modulierte Signal kann von der Auswahlstufe noch weiterhin gemäß einer Phasenanschnittsteuerung bzw. einer Schwingungspaketansteuerung verarbeitet werden, wobei die gemittelte Leistung des modulierten Signals durch die Ansteuerstufe veränderlich eingestellt wird. Furthermore, the selection stage (or at least one of the selection stages and sub-stages) may be set up, the power of the power flow (averaged over time) in more than two stages, and in particular continuously or continuously quasi-continuously adjust. The selection stage can therefore be set up (by means of the associated drive circuit) to set the power, in particular by phase control or for vibration packet control. The selection stage and in particular its drive circuit are thus set up for phase control or for oscillation packet control. It can be provided a drive circuit (as part of the power circuit or in particular as part of the selection stage), which is set up for phase control or for Schwingungspaketansteuerung. In series with the modulation stage, the power flow can thereby be controlled in cascade, on the one hand by the modulation stage as the first cascade and on the other hand by the selection stage as a second cascade. The switching frequency of the selection stage is lower than the switching frequency of the modulation stage. The modulation stage is arranged (together with its drive circuit) to generate a desired waveform (as a time-averaged signal) by modulating, ie by turning on and off, the turning on and off being performed at a frequency higher than the fundamental frequency the desired waveform is. The waveform corresponds to the above-mentioned working signal. The selection stage is arranged to perform pulse width modulation or oscillation packet driving on this waveform to adjust the (time averaged) power. As a result, a sine signal with or without a significant harmonic content, a supersinus signal, a sine signal with only one half-wave, a triangular signal, a trapezoidal signal or a rectangular signal can be generated from a DC signal by modulating. A supersinus signal comprises a sine wave as the fundamental and a third harmonic of the fundamental wave having an amplitude which is about one sixth of the amplitude of the fundamental wave. This modulated signal can still be processed by the selection stage according to a phase control or a Schwingungspaketansteuerung, wherein the average power of the modulated signal is set variably by the Ansteuerstufe.
Mit anderen Worten stellt die Auswahlstufe die über den betreffenden Leistungs- pfad übertragene Leistung ein, insbesondere im Sinne einer quantitativen Steuerung. Darüber hinaus stellt die mindestens eine Auswahlstufe den topologischen Verlauf des Leistungspfads bzw. der Leistungspfade ein, d.h. stellt ein, welcher Anschluss der ersten Seite mit welchem Anschluss der zweiten Seite verbunden wird, insbesondere im Sinne einer qualitativen Steuerung bzw. Einstellung der Konfiguration der Leistungsschaltung. Die Auswahlstufe kann daher auch als Auswahl- und Leistungssteuerungsstufe betrachtet werden. Falls eine Auswahlstufe nur zur Auswahl des Leistungspfads eingerichtet ist, so können als Schaltelemente der Auswahlstufe auch elektromechanische Bauelemente verwendet werden, neben Halbleiterschaltern wie Thyristoren oder Transistoren. Falls die Auswahlstufe ferner eingerichtet ist, die über die ausgewählten Leistungspfade laufende Leistung einzustellen, so werden als Schaltelemente der Auswahlstufe vorzugsweise Halbleiterschalter verwendet, deren Lebensdauer nicht durch mechanischen Verschleiß begrenzt ist, etwa Thyristoren oder Transistoren. Um eine Auswahlstufe zur Phasenanschnittsteuerung bzw. Schwingungspaketan- steuerung auszugestalten, werden als Schaltelemente Halbleiterschalter verwendet, die unabhängig vom Stromfluss durch diese hindurch an- und ausgeschaltet werden können, oder es werden Halbleiterschalter verwendet, die unabhängig vom Stromfluss durch diese hindurch angeschaltet werden können und nur bei einem Stromfluss von null oder einer anliegenden Spannung von null ausgeschaltet werden können, etwa Thyristoren oder TRIACs. Insbesondere werden als Schaltelemente Halbleiterschalter verwendet, die unabhängig vom Momentanwert der Spannung eingeschaltet werden können. Die Auswahlstufe und/oder die Modulationsstufe sind vorzugsweise für In other words, the selection stage sets the power transmitted over the respective power path, in particular in terms of quantitative control. In addition, the at least one selection stage sets the topological course of the power path or the power paths, ie adjusts which port of the first side is connected to which port of the second side, in particular in the sense of a qualitative control or adjustment of the configuration of the power circuit. The selection level can therefore also as Selection and performance control stage. If a selection stage is set up only to select the power path, electromechanical components can also be used as switching elements of the selection stage, in addition to semiconductor switches such as thyristors or transistors. If the selection stage is further configured to adjust the power running over the selected power paths, preferably semiconductor switches whose life is not limited by mechanical wear, such as thyristors or transistors, are used as switching elements of the selection stage. In order to design a selection stage for phase control or vibration packet control, semiconductor switches are used as switching elements which can be switched on and off independently of the current flow through them, or semiconductor switches are used which can be switched on independently of the current flow through them and only can be turned off at a current flow of zero or an applied voltage of zero, such as thyristors or TRIACs. In particular, semiconductor switches are used as switching elements, which can be switched on independently of the instantaneous value of the voltage. The selection stage and / or the modulation stage are preferably for
Nenn-Betriebsspannungen von mindestens 12 V, 14 V, bevorzugt 42 oder 48 Volt, von mindestens 60 V oder auch von mindestens 350 V, 360 V, 380 V oder 400 V, insbesondere von mindestens 500 V oder 600 V ausgelegt. Ferner können die einzelnen Schaltelemente der Auswahlstufe und/oder der Modulationsstufe mit Spitzensperrspannungen von mindestens 60V, mindestens 250 V oder von mindestens 400 V oder 600 V, 650 V ausgelegt sein. Es können ferner Schaltelemente mit Spitzensperrspannungen von mindestens 800, 1200 oder mindestens 3000 V verwendet werden. Die Auswahlstufe und/oder die Modulationsstufe umfassen vorzugsweise bidirektionale Schaltelemente. Dadurch ist die Auswahlstufe und/oder auch die Modulationsstufe eingerichtet, ein Leistungsfluss in zwei entgegengesetzte Richtungen zu unterstützen. Insbesondere bei der Verwendung von Thyristoren als Schaltelemente umfasst somit ein Schaltelement mindestens zwei antiparallel geschaltete Thyristoren. Während bei einer Flussrichtung die erste bzw. die zweite Anschlussseite spezifisch als Eingang oder Ausgang verwendet wird, ist dies bei umgekehrter Leistungsflussrichtung invertiert, d. h. aus einem Eingang wird ein Ausgang und umgekehrt. Die Auswahlstufe und/oder die Modulationsstufe können jedoch auch unidirektional ausgebildet sein. Nacheinander geschaltete Auswahl- stufen und Modulationsstufe haben hierbei die gleiche Leistungspfadrichtung. Pa- rallele Auswahlstufen bzw. Auswahlunterstufen und/oder parallele Modulationsstufen bzw. Modulationsunterstufen, die unterschiedlichen Leistungspfaden zugehören können (abhängig vom Schaltzustand der Auswahl stufen), können die gleiche oder entgegengesetzte Leistungspfadrichtung aufweisen. Rated operating voltages of at least 12 V, 14 V, preferably 42 or 48 volts, of at least 60 V or at least 350 V, 360 V, 380 V or 400 V, in particular of at least 500 V or 600 V. Further, the individual switching elements of the selection stage and / or the modulation stage may be designed with peak blocking voltages of at least 60V, at least 250V, or of at least 400V or 600V, 650V. Switching elements with peak reverse voltages of at least 800, 1200 or at least 3000 V can also be used. The selection stage and / or the modulation stage preferably comprise bidirectional switching elements. Thereby, the selection stage and / or the modulation stage is arranged to support a power flow in two opposite directions. In particular, when using thyristors as switching elements thus comprises a switching element at least two antiparallel connected thyristors. While the first or the second connection side is used specifically as input or output in a flow direction, this is inverted in the reverse power flow direction, ie, an input becomes an output and vice versa. However, the selection stage and / or the modulation stage can also be designed unidirectionally. Successive selection stages and modulation stage have the same power path direction. pa- Parallel selection stages or selection sub-stages and / or parallel modulation stages or modulation sub-stages, which may belong to different power paths (depending on the switching state of the selection stages), may have the same or opposite power path direction.
Die Bordnetz-Leistungssteuerungsschaltung weist ferner eine Gleichrichteranordnung und/oder Glattungskondensatoranordnung auf. Die Gleichrichteranordnung und/oder die Glattungskondensatoranordnung kann der mindestens eine Modulationsstufe vor- oder nachgeschaltet sein, kann einer der Auswahlstufen vor- oder nachgeschaltet sein, oder ist zwischen einer Modulationsstufe und einer Auswahlstufe angeschlossen. Die Gleichrichteranordnung bzw. die The electrical system power control circuit further comprises a rectifier arrangement and / or smoothing capacitor arrangement. The rectifier arrangement and / or the smoothing capacitor arrangement may be upstream or downstream of the at least one modulation stage, may be upstream or downstream of one of the selection stages, or is connected between a modulation stage and a selection stage. The rectifier arrangement or the
Glattungskondensatoranordnung ist zwischen den Anschlussseiten vorgesehen. Es können weitere Gleichrichter und/oder Kondensatoren außerhalb der Leistungsschaltung vorgesehen sein und mit einer der Anschlussseiten (oder beiden An- Schlussseiten) verbunden sein. Insbesondere kann die Gleichrichteranordnung und/oder die Glattungskondensatoranordnung zwischen einer der Anschlussseiten und der nachfolgenden Auswahlstufe oder Modulationsstufe angeordnet sein. Smoothing capacitor arrangement is provided between the terminal sides. Further rectifiers and / or capacitors may be provided outside the power circuit and connected to one of the connection sides (or both connection sides). In particular, the rectifier arrangement and / or the smoothing capacitor arrangement can be arranged between one of the terminal sides and the subsequent selection stage or modulation stage.
Die Glattungskondensatoranordnung ist vorzugsweise direkt mit der Gleichrich- teranordnung verbunden, oder ist über eine der Leistungspfad-Auswahlstufen mit der Gleichrichteranordnung verbunden. Die Glattungskondensatoranordnung ist der Gleichrichteranordnung vorteilhafterweise nachgeschaltet, insbesondere in einem Abschnitt der Leistungsschaltung, die unidirektional ausgestaltet ist. Ferner kann sich die erste Anschlussseite auf einem anderen Spannungsniveau befinden wie die zweite Anschlussseite. Insbesondere kann die erste Anschlussseite an einen Bordnetzabschnitt angeschlossen sein, der eine andere Nennspannung aufweist als der Bordnetzabschnitt, an den die zweite Anschlussseite anzuschließen ist. Die Anschlussseiten können für unterschiedliche Spannungs- niveaus ausgelegt sein. Beispielsweise kann eine Anschlussseite an die betreffende Spannung angepasst sein durch Auslegung für eine bestimmte (maximale) Betriebsspannung, etwa Auslegung von Isolatorvorrichtungen an der Anschlussseite und ähnliches. Entsprechend können auch die Auswahlstufen für unterschiedliche Nennspannungen ausgelegt sein. The smoothing capacitor arrangement is preferably connected directly to the rectifier arrangement, or is connected to the rectifier arrangement via one of the power path selection stages. The smoothing capacitor arrangement is advantageously connected downstream of the rectifier arrangement, in particular in a section of the power circuit which is configured unidirectionally. Furthermore, the first connection side can be at a different voltage level than the second connection side. In particular, the first connection side may be connected to a vehicle electrical system section, which has a different rated voltage than the vehicle electrical system section, to which the second connection side is to be connected. The connection sides can be designed for different voltage levels. For example, a terminal side may be adapted to the voltage in question by design for a certain (maximum) operating voltage, such as design of insulator devices on the connection side and the like. Accordingly, the selection stages can be designed for different nominal voltages.
Die Bordnetz-Leistungssteuerungsschaltung kann ferner mindestens einen Transformator und/oder mindestens einen Spannungswandler aufweisen, der zwischen die Anschlussseiten geschaltet ist. Der Transformator oder der Wandler kann hierbei zwischen einer Anschlussseite und einer Auswahlstufe, zwischen einer Auswahlstufe und einer Modulationsstufe, zwischen einer Modulationsstufe und einer Auswahlstufe oder zwischen einer Modulationsstufe und einer nachfolgenden Anschlussseite angeschlossen sein. Der Wandler kann ein DC/DC-Wandler, ein AC/DC-Wandler oder ein DC/AC-Wandler sein. Der Transformator ist vorzugsweise ein galvanisch trennender Transformator. Ebenso ist der Wandler vorzugsweise ein galvanisch trennender Wandler. The electrical system power control circuit may further comprise at least one transformer and / or at least one voltage converter, which is connected between the terminal sides. The transformer or the converter can in this case between a connection side and a selection stage, between a selection stage and a modulation stage, between a modulation stage and a selection stage or between a modulation stage and a subsequent connection side be connected. The converter may be a DC / DC converter, an AC / DC converter or a DC / AC converter. The transformer is preferably a galvanically isolating transformer. Likewise, the converter is preferably a galvanically isolating converter.
Die mindestens eine Leistungspfad-Auswahlstufe, die mindestens eine Leis- tungs-Modulationsstufe und/oder die Anschlüsse der Anschlussseiten sind einphasig oder mehrphasig, insbesondere dreiphasig, ausgebildet. Dies trifft insbe- sondere auch für die Gleichrichteranordnung, die Glättungskondensatoranordnung sowie auch für zumindest eine Primär- oder Sekundärseite des Transformators oder des Wandlers zu. Eine N-phasige Auswahlstufe oder Modulationsstufe umfasst daher N-Schaltelemente oder ein ganzzahliges Vielfaches hiervon, falls pro Phase mehrere Schaltelemente (parallel) verwendet werden. Insbesondere sind Aus- wahlunterstufen der Auswahlstufe und/oder Modulationsunterstufen der Modulationsunterstufe ein- oder mehrphasig ausgebildet. Falls eine Auswahlstufe mehrere Auswahlunterstufen umfasst bzw. eine Modulationsstufe mehrere Modulationsunterstufen umfasst, können verschiedene Unterstufen eine unterschiedliche Phasenanzahl haben. The at least one power path selection stage, the at least one power modulation stage and / or the connections of the connection sides are single-phase or multi-phase, in particular three-phase. This applies in particular also to the rectifier arrangement, the smoothing capacitor arrangement and also to at least one primary or secondary side of the transformer or of the converter. An N-phase selection stage or modulation stage therefore comprises N-switching elements or an integral multiple thereof, if several switching elements (parallel) are used per phase. In particular, selection sub-stages of the selection stage and / or modulation sub-stages of the modulation sub-stage are formed in one or more phases. If a selection stage comprises a plurality of selection sub-stages or a modulation stage comprises a plurality of modulation sub-stages, different sub-stages may have a different number of phases.
Mindestens eine der Auswahlstufen kann in mehrere Auswahlunterstufen unterteilt sein. Diese Unterstufen können in gleicher Weise (d.h. mit den gleichen Bauelementen) ausgebildet sein oder können für unterschiedliche Maximalleistungen ausgelegt sein. Mindestens eine der Modulationsstufen kann in mehrere Modula- tionsunterstufen aufgeteilt sein. Verschiedene Modulationsunterstufen können gleich (d.h. mit den gleichen Bauelementen) ausgebildet sein oder können für unterschiedliche Maximalleistungen ausgelegt sein. Ebenso können die Anschlüsse der ersten und/oder der zweiten Anschlussseite den Anschlussuntergruppen aufgeteilt sein. At least one of the selection levels may be divided into several selection levels. These sub-stages may be formed in the same way (i.e., with the same components) or may be designed for different maximum powers. At least one of the modulation levels can be divided into several modulation sub-levels. Different modulation sub-stages may be the same (i.e., the same components) or may be designed for different maximum powers. Likewise, the terminals of the first and / or the second terminal side may be divided into the terminal subgroups.
Jede Auswahl Unterstufe und jede Modulationsunterstufe ist in Hinblick auf Bauteileigenschaften und Beschaltung vorzugsweise wie eine Auswahlstufe bzw. Modulationsstufe ausgebildet. Insbesondere umfasst jede Auswahlunterstufe mindestens ein Schaltelement. Ferner umfasst vorzugsweise jede Modulationsunterstufe min- destens ein Schaltelement. Die Unterstufen können zusammengeschaltet werden oder können einzeln mit entsprechenden Anschlüssen oder Anschlussuntergruppen verbunden sein. Insbesondere können sich Untergruppen auch überschneiden hinsichtlich mindestens eines Schaltelements oder hinsichtlich mindestens eines Anschlusses. Unterschiedliche Untergruppen können auch mit unterschiedlichen Nennspannungen ausgelegt sein. Die Aufteilung in verschiedene Untergruppen c Each selection sub-level and each modulation sub-level is preferably formed in terms of component properties and wiring as a selection stage or modulation stage. In particular, each selection sub-level comprises at least one switching element. Furthermore, each modulation sub-stage preferably comprises at least one switching element. The sub-stages may be interconnected or may be individually connected to corresponding terminals or sub-groups of terminals. In particular, subgroups may also overlap with regard to at least one switching element or with regard to at least one connection. Different subgroups can also be designed with different nominal voltages. The division into different subgroups c
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ermöglicht es, mehrere Funktionen gleichzeitig zu schalten und ermöglicht es gleichzeitig, zur Erreichung von hohen Gesamtleistungen mehrere Unterstufen zusammenzuschalten. Die Bordnetz-Leistungssteuerungsschaltung umfasst vorzugsweise Leitungen, welche die Auswahlstufe, die Modulationsstufe und die Anschlüsse miteinander verbindet. Diese Leitungen sind vorzugsweise zusammen mit dem mindestens einen Auswahlstufe und der mindestens einen Modulationsstufe in demselben Gehäuse angeordnet. Die Leitungen können insbesondere Leiterstreifen sein, welche zusammen mit der Auswahlstufe und/oder der Modulationsstufe auf dem gleichen Träger befestigt sind. allows multiple functions to be switched simultaneously, while allowing multiple sub-levels to be interconnected to achieve high overall performance. The on-board power control circuit preferably comprises lines which interconnect the selection stage, the modulation stage and the terminals. These lines are preferably arranged together with the at least one selection stage and the at least one modulation stage in the same housing. The lines may in particular be conductor strips which are fastened together with the selection stage and / or the modulation stage on the same carrier.
Insbesondere sind die mindestens eine Modulationsstufe und die mindestens eine Auswahlstufe vorzugsweise im selben Gehäuse vorgesehen, bevorzugt auf den gleichen Träger. Der Träger und die Leitungen können im Sinne einer Leiterplatte aufgebaut sein, wobei die Leiterbahnen in oder auf den Träger verlaufen und als Metallstreifen oder Metallkörper ausgebildet sein können. Zur Verbindung der Auswahlstufe, der Modulationsstufe und/oder der Anschlüsse können auch Steckverbindungen vorgesehen sein oder auch Schraubverbindungen. Vorzugs- weise sind diese jedoch über Lötverbindungen und/oder Schweißverbindungen (allgemein: stoffschlüssige Verbindungen) miteinander verbunden. In particular, the at least one modulation stage and the at least one selection stage are preferably provided in the same housing, preferably on the same carrier. The carrier and the lines may be constructed in the sense of a printed circuit board, wherein the conductor tracks run in or on the carrier and may be formed as a metal strip or metal body. For connection of the selection stage, the modulation stage and / or the connections can also be provided plug-in connections or screw connections. Preferably, however, these are connected to one another via solder joints and / or welded joints (in general: cohesive joints).
Die Auswahlstufe und die Modulationsstufe können am gleichen Kühlkörper wärmeübertragend angeschlossen sein. Die Leistungssteuerungsschaltung kann mit einem Gehäuse versehen sein, aus dem die Anschlüsse herausgeführt sind, während die Isolationsstufe, die Auswahlstufe und ggf. auch die The selection stage and the modulation stage can be connected heat-transmitting to the same heat sink. The power control circuit may be provided with a housing from which the terminals are led out, while the isolation stage, the selection stage and possibly also the
Glättungskondensatoranordnung, die Gleichrichteranordnung, der Transformator und/oder der Wandler innerhalb dieses Gehäuses vorgesehen sind. Wie bereits bemerkt, sind vorzugsweise alle Verbindungen zwischen den Komponenten in- nerhalb des gleichen Gehäuses vorgesehen, wie die Komponenten selbst. Smoothing capacitor assembly, the rectifier assembly, the transformer and / or the converter are provided within this housing. As already noted, all connections between the components are preferably provided within the same housing as the components themselves.
Die hier beschriebene Bordnetz-Leistungssteuerungsschaltung ist zur Steuerung des Leistungsflusses in einem Bordnetz vorgesehen. Insbesondere ist das Bordnetz ein Bordnetz eines Kraftfahrzeugs, beispielsweise eines verbrennungs- motorgetriebenen Kraftfahrzeugs, eines Hybridfahrzeugs, welches ein Verbrennungsmotor und ein Elektromotor umfasst, oder eines Elektrofahrzeugs. Insbesondere ist die hier beschriebene Bordnetz-Leistungssteuerungsschaltung in dem Bordnetz eines Kraftfahrzeugs vorgesehen, welches eine elektrische Maschine als ein Antriebsaggregat des Kraftfahrzeugs umfasst. Ferner kann die Leistungs- steuerungsschaltung in einem Bordnetz eines schienengebundenen Fahrzeugs, eines Wasserfahrzeugs oder eines Luftfahrzeugs sein, insbesondere eines Flugzeugs. Ferner sei bemerkt, dass die Leistungssteuerungsschaltung vorzugsweise in einem autarken Bordnetz vorgesehen ist, wobei dies für Fahrzeuge grundsätzlich der Fall ist. The electrical system power control circuit described here is provided for controlling the power flow in a vehicle electrical system. In particular, the electrical system is a vehicle electrical system of a motor vehicle, for example, a combustion engine-powered motor vehicle, a hybrid vehicle, which includes an internal combustion engine and an electric motor, or an electric vehicle. In particular, the electrical system power control circuit described here is provided in the electrical system of a motor vehicle, which comprises an electric machine as a drive unit of the motor vehicle. Furthermore, the power control circuit in a vehicle electrical system of a rail-bound vehicle, a watercraft or an aircraft, in particular an aircraft. It should also be noted that the power control circuit is preferably provided in a self-sufficient vehicle electrical system, which is basically the case for vehicles.
Die Leistungssteuerungsschaltung kann ferner Sicherungen umfassen, die zwischen mindestens einer Anschlussseite und einer Auswahlstufe oder einer Modulationsstufe vorgesehen sind. Ferner kann mindestens ein Stromsensor vorgesehen sein, welcher in einem Leistungspfad angeordnet ist, beispielsweise zwischen einer Anschlussseite und einer Auswahlstufe, zwischen einer Anschlussseite und einer Modulationsstufe oder zwischen einer Auswahlstufe und einer Modulationsstufe. Der Stromsensor kann auch in einer Auswahlstufe oder in einer The power control circuit may further comprise fuses provided between at least one terminal side and a selection stage or a modulation stage. Furthermore, at least one current sensor may be provided which is arranged in a power path, for example between a connection side and a selection stage, between a connection side and a modulation stage or between a selection stage and a modulation stage. The current sensor can also be in a selection stage or in a
Modulatiosstufe vorgesehen sein, insbesondere an einem oder mehreren Schaltelementen. Vorzugsweise sind mehrere Stromsensoren vorgesehen, sowie eine Auswerteschaltung, die ein Fehlersignal abgeben kann, wenn eine bestimmte Stromstärke überschritten wird, oder wenn beim Aufsummieren der erfassten Stromstärken gemäß dem Kirchhoffschen Gesetzen ein Fehlerstrompfad erkannt wird. Zudem kann die Bordnetz-Leistungssteuerungsschaltung einen schaltbaren Nebenpfad aufweisen, der einen oder mehrere Anschlüsse einer Anschlussseite mit einem oder mehreren Anschlüssen der anderen Anschlussseite verbindet, etwa um dadurch die Modulationsstufe bzw. die Auswahlstufe zu entlasten. Dieser schaltbare Nebenpfad umfasst mindestens ein Schaltelement, das vorzugsweise wie ein Schaltelement der Auswahlstufe gebildet ist. In einer Ausführungsform ist das mindestens eine Schaltelement des Nebenpfads Teil einer Auswahlschaltung. Insbesondere kann der Nebenpfad ein- oder mehrphasig und vorzugsweise dreiphasig ausgebildet sein. Der Nebenpfad weist zwar nicht die Möglichkeit auf, den Stromfluss zu modulieren, um so die Leistung anzustellen, jedoch wird hierdurch die Möglichkeit gegeben, Komponenten, die keine Modulation (insbesondere nicht in einer Modulationsfrequenz) erfordern, zu verbinden. Beispielsweise kann über einen derartigen Nebenpfad eine Heckscheibenheizung mit Strom versorgt werden, indem diese über den Nebenpfad mit einer Stromquelle (Batterie, Wandler, Generator o. ä.) verbunden wird. Modulatio be provided, in particular on one or more switching elements. Preferably, a plurality of current sensors are provided, as well as an evaluation circuit which can emit an error signal when a certain current is exceeded, or if an error current path is detected when summing the detected currents according to the Kirchhoff laws. In addition, the on-board power control circuit may have a switchable bypass path that connects one or more ports of a port side to one or more ports of the other port side, for example, thereby relieving the modulation stage or the selection stage. This switchable secondary path comprises at least one switching element, which is preferably formed as a switching element of the selection stage. In one embodiment, the at least one switching element of the sub-path is part of a selection circuit. In particular, the secondary path may be single-phase or multi-phase and preferably three-phase. Although the by-pass does not have the ability to modulate the current flow so as to turn on the power, this provides the ability to connect components that do not require modulation (especially not in a modulation frequency). For example, a rear window heater can be supplied with power via such a secondary path by being connected via the secondary path to a power source (battery, converter, generator or the like).
An die Stelle der Heckscheibenheizung können zahlreiche andere Komponenten treten, deren Leistung nicht im Millisekundenbereich geregelt werden muss, sondern deren Leistung üblicherweise im Sekundenbereich geregelt wird. Das mindestens eine Schaltelement des Nebenpfads ist vorzugsweise ausgebildet wie ein Schaltelement der Auswahlschaltung (und kann daher in einer Auswahlschaltung 7 The rear window heater can be replaced by numerous other components whose performance does not have to be regulated in the millisecond range, but whose performance is usually regulated in seconds. The at least one switching element of the sub-path is preferably formed as a switching element of the selection circuit (and therefore can in a selection circuit 7
integriert sein oder einen Teil hiervon bilden). Der Nebenpfad kann auch als Bypass bezeichnet werden. be integrated or form part of it). The secondary path can also be called a bypass.
Ferner wird ein Bordnetz vorgeschlagen, das mindestens eine Furthermore, a wiring system is proposed, which has at least one
Bordnetz-Leistungssteuerungsschaltung wie hierin beschrieben umfasst. Das Bordnetz umfasst mehrere elektrische Versorgungskomponenten. Diese Versorgungskomponenten werden im Weiteren auch als Komponenten bezeichnet und stellen Leistungssenken und/oder Leistungsquellen dar. Als Leistungssenken werden auch Wandler betrachtet, wie Spannungswandler oder Transformatoren, an die Leistung geliefert wird, und die diese zur weiteren Verwendung (durch weitere Leistungssenken) wandeln. Diese Wandler können auch als Quellen angesehen werden, wenn von diesen gewandelte Leistung in das Bordnetz und insbesondere in das Bordnetz-Leistungssteuerungsschaltung ein- gespeist wird. On-board power control circuit as described herein. The electrical system comprises several electrical supply components. These supply components are also referred to as components hereinafter and represent power sinks and / or power sources. Power sinks are also considered as transformers, such as voltage transformers or transformers, to which power is supplied and convert these for further use (through further power sinks). These converters can also be regarded as sources if this converted power is fed into the electrical system and, in particular, into the on-board power control circuit.
Die Komponenten sind an der ersten und an der zweiten Anschlussseite angeschlossen. Gemäß einem ersten Aspekt sind Komponenten vorgesehen, die antriebsbezogene elektrische Komponenten sind und die dienen primär zur Erzeu- gung von Traktionsleistung für das Fahrzeug dienen oder (als sekundäre antriebsbezogene Komponenten) der Aufrechterhaltung eines Antriebs des Fahrzeugs dienen, beispielsweise durch Abgabe von Energie zu Steuerungszwecken von Komponenten, die Antriebsleistung erzeugen. Das Bordnetz kann hierbei ein Traktionsbordnetz sein (beispielsweise bei 350 oder 400 Volt), kann ein Bordnetz für einen Zusatzantrieb sein (ein 48 Volt Bordnetz, ein 42 Volt Bordnetz o. ä.) oder kann ein Standard-Kfz-Bordnetz mit einer Nennspannung von 12 bzw. 14 Volt. The components are connected to the first and the second connection side. According to a first aspect, components are provided which are drive-related electrical components and which serve primarily to generate traction power for the vehicle or (as secondary drive-related components) to maintain propulsion of the vehicle, for example by discharging energy for control purposes Components that generate drive power. The electrical system can be a traction power supply (for example, at 350 or 400 volts), can be an electrical system for an auxiliary drive (a 48 volt electrical system, a 42 volt electrical system, etc.) or can be a standard vehicle electrical system with a nominal voltage of 12 or 14 volts.
Gemäß einer anderen Betrachtungsweise kann das Bordnetz Unterbord netze (bzw. Bordnetzabschnitte) umfassen, die ein Traktions- oder Hochvoltbordnetz, ein Zu- satzbordnetz und/oder ein Standardbordnetz wie vorangehend beschrieben umfasst. Die Leistungsschaltung kann somit bordnetzübergreifend zwischen einzelnen Bordnetzen oder Bordnetzabschnitten angeschlossen sein, wobei die Funktionen und/oder die Nennspannung der Bordnetze oder der Bordnetzabschnitte unterschiedlich ist. According to another approach, the on-board network may include sub-networks (or vehicle electrical system sections), which comprises a traction or high-voltage on-board electrical system, an auxiliary electrical system and / or a standard on-board network as described above. The power circuit can thus be connected across the board network between individual electrical systems or electrical system sections, the functions and / or the rated voltage of the vehicle electrical system or the electrical system sections is different.
Als Komponenten und insbesondere als antriebsbezogene elektrische Komponenten können die folgenden Komponenten vorgesehen sein: As components and in particular as drive-related electrical components, the following components can be provided:
- eine oder mehrere Batterien (beispielsweise 12 Volt, 48 Volt und/oder 350 bzw. 400 Volt), 1 o one or more batteries (for example 12 volts, 48 volts and / or 350 or 400 volts), 1 o
- eine oder mehrere Batterieansteuervorrichtungen, insbesondere Batterieladevorrichtungen oder Vorrichtungen zum Verteilen von Leistung ausgehend von der Batterie, insbesondere auf gesteuerte Weise, vorzugsweise eingerichtet zum bidirektionalen Leistungsfluss von oder zu der Batterie, one or more battery driving devices, in particular battery charging devices or devices for distributing power starting from the battery, in particular in a controlled manner, preferably configured for bidirectional power flow from or to the battery,
- ein oder mehrere Kondensatoren oder Kondensatorvorrichtungen, insbesondere Doppelschichtkondensator oder Elektrolytkondensatoren, insbesondere zur Zwischenspeicherung von elektrischer Energie - One or more capacitors or capacitor devices, in particular double-layer capacitor or electrolytic capacitors, in particular for the intermediate storage of electrical energy
(Rekuperationsenergie oder Energie zur Unterstützung des Bordnetzes oder Energie zum Durchführen eines Startvorgangs eines Verbrennungsmotors) ausgebildet sind,  (Rekuperationsenergie or energy to support the electrical system or energy for performing a starting operation of an internal combustion engine) are formed,
- ein oder mehrere Spannungswandler bzw. einen oder mehrere Stromwandler, insbesondere DC/DC-, AC/DC-, DC/AC-Wandler oder  - One or more voltage transformers or one or more current transformers, in particular DC / DC, AC / DC, DC / AC converter or
AC/AC-Wandler (auch Direktumrichter genannt),  AC / AC converter (also called direct converter),
- ein oder mehrere Transformatoren,  - one or more transformers,
- eine oder mehrere elektrische Maschinen, insbesondere eine elektrische Maschine zur Traktion des Fahrzeugs, die insbesondere auch zur  - One or more electrical machines, in particular an electric machine for traction of the vehicle, in particular for
Rekuperation verwendet werden kann, ein Starter-Generator (bspw. Riemenstarter, einen Starter (bspw. Riemenstarter, Ritzelstarter, etc.), eine Lichtmaschine oder einen anderen Generator zur Erzeugung von elektrischer Energie aus kinetischer Energie, welche vom Verbrennungsmotor erzeugt wird oder von dem Fahrzeug stammt,  Recuperation can be used, a starter-generator (eg, belt starter, a starter (eg, belt starter, pinion starter, etc.), an alternator or other generator for generating electrical energy from kinetic energy, which is generated by the internal combustion engine or of the Vehicle comes,
- ein oder mehrere Motorsteuerungen für die genannten elektrischen Maschinen, insbesondere Inverter,  one or more motor controllers for the said electrical machines, in particular inverters,
- einen oder mehrere induktive oder kabelgebundene externe Ladeanschlüsse (sogenannten Extern-Ladeanschlüsse), d. h. Ladeanschlüsse, mit denen durch temporäres Anschließen eines stationären Versorgungsnetzes elektrische Energie an das Fahrzeug geliefert werden kann, sog.  - one or more inductive or wired external charging connections (so-called external charging connections), d. H. Charging connections with which by temporary connection of a stationary supply network electrical energy can be supplied to the vehicle, so-called.
Plug-in-Ladeanschlüsse oder induktive Ladeanschlüsse, insbesondere mit einem Resonanzkreis,  Plug-in charging ports or inductive charging ports, especially with a resonant circuit,
- eine oder mehrere Schnellladeeeinrichtungen zur Aufladung einer  - One or more rapid charging devices for charging a
Traktionsbatterie, die insbesondere mit einem AC/DC-Wandler, einem DC/DC-Wandler oder einer Leistungssteuerung oder -begrenzung;  Traction battery, in particular with an AC / DC converter, a DC / DC converter or a power control or limitation;
- ein Unterstützungsgenerator mit einer Hilfs-Verbrennungskraftmaschine und einem daran angeschlossenen elektrischen Generator, wobei insbesondere der Generator die kinetische Leistung der Verbrennungskraftmaschine in elektrische Leistung wandelt, welche über die Leistungsschaltung in das Bordnetz und insbesondere in eine Traktionsbatterie eingespeist werden kann; - eine Brennstoffzelle, die insbesondere als Reservequelle für elektrische Energie dienen kann; - A support generator with an auxiliary internal combustion engine and an electric generator connected thereto, wherein in particular the generator converts the kinetic power of the internal combustion engine into electrical power, which can be fed via the power circuit in the electrical system and in particular in a traction battery; - A fuel cell, which can serve in particular as a backup source of electrical energy;
- ein oder mehrere Bremswiderstände, welche Rekuperationsleistung aufnehmen, wenn die Batterie und/oder das restliche Bordnetz bzw. deren Komponenten nicht die vollständige Menge an Rekuperationsleistung aufnehmen können,  - One or more braking resistors, which absorb recuperation power, if the battery and / or the rest of the electrical system or their components can not absorb the full amount of Rekuperationsleistung,
- ein oder mehrere resistive oder induktive Heizeinrichtungen, insbesondere für einen Verbrennungsmotor, für eine Batterie oder für eine elektrische Maschine oder eine oder mehrere Temperaturkonfektionierungseinrichtun- gen eingerichtet zur Temperaturkonfektionierung von Antriebskomponenten wie Zünd- oder Glühkerzen, Batterie, Plug-In-Ladebuchse, Abgasnachbehandlungseinrichtungen oder Tank (insbesondere für Kraftstoff, Harnstofflösung oder Scheibenwischflüssigkeit),  one or more resistive or inductive heating devices, in particular for an internal combustion engine, for a battery or for an electrical machine or one or more temperature-conditioning devices configured for the temperature assembly of drive components such as ignition or glow plugs, battery, plug-in charging socket, exhaust aftertreatment devices or Tank (especially for fuel, urea solution or windscreen wiper fluid),
- ein elektrisch betriebener Fahrwerkverstellantrieb, der insbesondere einen elektrischen Aktuator wie einen Elektromagneten oder eine elektrische Maschine aufweist;  - An electrically operated Fahrwerkverstellantrieb, in particular having an electric actuator such as an electromagnet or an electric machine;
- eine elektrisch betriebene Parkbremse, die insbesondere einen elektrischen Aktuator wie eine elektrische Maschine aufweist;  - An electrically operated parking brake, which in particular has an electric actuator such as an electric machine;
- ein elektrisch betriebener Kompressor oder Verdichter, insbesondere zur Verdichtung eines Kraftstoff-/Luftgemischs oder zur Verdichtung von Luft, wobei der Kompressor oder Verdichter eine elektrische Maschine aufweisen kann und ferner die Luft oder das Gemisch vor der Zuführung zu einem Verbrennungsmotor verdichtet wird oder die Luft vor der Zuführung zu einer Brennstoffzelle verdichtet wird;  - An electrically driven compressor or compressor, in particular for the compression of a fuel / air mixture or for the compression of air, wherein the compressor or compressor may comprise an electric machine and further the air or the mixture is compressed before supplying to an internal combustion engine or the air is compressed before being fed to a fuel cell;
- eine elektrisch betriebene Vakuumpumpe, insbesondere zur Bremskraftverstärkung, die vorzugsweise eine elektrische Maschine als Antrieb aufweist; - An electrically operated vacuum pump, in particular for brake booster, which preferably has an electric machine as a drive;
- eine Hydraulikpumpe, etwa zur Lenkungsunterstützung, die vorzugsweise eine elektrische Maschine als Antrieb aufweist; - A hydraulic pump, such as the steering assistance, which preferably has an electric machine as a drive;
- eine elektrisch betriebene Wärmepumpe, die vorzugsweise eine elektrische Maschine als Antrieb aufweist; und/oder  - An electrically operated heat pump, which preferably has an electric machine as a drive; and or
- eine elektrisch betriebene Kraftstoffpumpe, Schmiermittelpumpe oder  - an electrically operated fuel pump, lubricant pump or
Kühlmittel pumpe die vorzugsweise eine elektrische Maschine als Antrieb aufweist. Weiterhin können die Komponenten ein oder mehrere Klimakompressoren, eine oder mehrere Kühlerlüfter, ein oder mehrere PTC-Heizelemente, ein oder mehrere Fahrwerkverstellantriebe und/oder ein oder mehrere Luftdruckkompressoren umfassen. Die letztgenannten Komponenten können auch als Nebenaggregatskomponenten betrachtet werden. Die antriebsbezogenen Komponenten und die Nebenaggregatskomponenten können insbesondere einen ein-, drei- oder allgemein mehrphasigen Anschluss aufweisen. Bei Komponenten, die eine wandelnde Funktion haben (Wandler, Transformator) und somit zwei Anschlussseiten aufweist, können eine oder beide Anschlussseiten dreiphasig (allgemein mehrphasig) ausgebildet sein, insbesondere die Anschlussseite, die an die hier beschriebene Leistungsschaltung angeschlossen ist. Coolant pump which preferably has an electric machine as a drive. Further, the components may include one or more air conditioning compressors, one or more radiator fans, one or more PTC heating elements, one or more suspension actuators, and / or one or more air compressors. The latter components can also be considered as ancillary components. The drive-related components and ancillary components may in particular have a single-, three- or generally multi-phase connection. For components that have a changing function (converter, transformer) and thus have two connection sides, one or both connection sides can be formed in three-phase (generally multi-phase), in particular the connection side, which is connected to the power circuit described here.
Die elektrischen Versorgungskomponenten können ferner als elektrische Neben- aggregatskomponenten ausgebildet sein, etwa wie vorangehend beschrieben, insbesondere als: The electrical supply components can furthermore be designed as electrical ancillary components, for example as described above, in particular as:
- eine oder mehrere Scheibenheizungen, eine oder mehrere Klimatisierungsvorrichtungen, insbesondere für den Innenraum und/oder  - One or more disc heaters, one or more air conditioning devices, in particular for the interior and / or
- eine oder mehrere Ventilatoren.  - one or more fans.
Die Unterteilung der Komponenten in Nebenaggregatskomponenten und antriebsbezogene Komponenten ist lediglich optional. The subdivision of the components into ancillary components and drive-related components is merely optional.
Weiterhin kann als Versorgungskomponente ein elektrisch betriebener Verdichter eines Verbrennungsmotors des Fahrzeugs betrachtet werden oder auch eine an einen elektrischen Generator angeschlossene Turbine, die von dem Abgasstrom eines Verbrennungsmotor des Fahrzeugs betrieben wird. Der Generator kann hierbei Leistung in das Bordnetz einspeisen, insbesondere über die Leistungssteuerungsschaltung. Der elektrisch betriebene Verdichter kann von dem Bordnetz betrieben werden, insbesondere durch Bezug elektrischer Leistung von der Leistungssteuerungsschaltung. Da diese Komponenten eine Funktion haben, die zur Traktion des Fahrzeugs verwendet wird (in dem diese einen direkten Bezug zum Verbrennungsmotor haben), können diese auch als antriebsbezogene elektrische Komponenten betrachtet werden. Furthermore, as a supply component, an electrically operated compressor of an internal combustion engine of the vehicle can be considered or even connected to an electric generator turbine, which is operated by the exhaust gas stream of an internal combustion engine of the vehicle. The generator can feed power into the electrical system, in particular via the power control circuit. The electrically operated compressor can be operated by the electrical system, in particular by reference of electrical power from the power control circuit. Since these components have a function used for traction of the vehicle (in which they are directly related to the internal combustion engine), these may also be considered as drive-related electrical components.
Ferner sei bemerkt, dass die Komponenten vorzugsweise als gemeinsames Merkmal mindestens einen elektrischen Anschluss aufweisen, an dem die elektrische Leistung von der Leistungssteuerungsschaltung an die Komponente angelegt werden kann, und/oder über die die Leistungssteuerungsschaltung von der be- treffenden Komponente Leistung erhalten kann. It is further to be noted that the components preferably have at least one electrical connection as a common feature, at which the electrical power from the power control circuit can be applied to the component, and / or via which the power control circuit can obtain power from the relevant component.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform umfasst das Bordnetz mehrere Spannungsebenen, insbesondere die vorangehend genannten Spannungsebenen, d.h. (i) 12 bzw. 14 Volt, (ii) 42 bzw. 48 Volt und (iii) 350, 380 bzw. 400 Volt). Es können mehrere Bordnetze mit Spannungsebenen vorgesehen sein, wobei verschiedene Bordnetze unterschiedlicher Spannungsebene aufweisen. Gemäß einer weitere Betrachtungsweise kann das Bordnetz mehrere Bordnetzabschnitte aufweisen, wobei verschiedene Bordnetzabschnitte unterschiedlicher Spannungsebene aufweisen. According to a further embodiment, the electrical system comprises several voltage levels, in particular the voltage levels mentioned above, ie (i) 12 or 14 volts, (ii) 42 or 48 volts and (iii) 350, 380 and 400 volts). It can be provided with voltage levels several electrical systems, with different Have a Bordnetze different voltage level. According to another approach, the electrical system may have several electrical system sections, wherein different electrical system sections have different voltage level.
Das Bordnetz bzw. die Bordnetzabschnitte umfasst bzw. umfassen mehrere Bordnetz-Leistungssteuerungsschaltungen, wobei mindestens zwei der The electrical system or the on-board network sections comprises or comprise a plurality of on-board network power control circuits, wherein at least two of the
Bordnetz-Leistungssteuerungsschaltungen in unterschiedlichen Spannungsebenen vorgesehen sind. On-board power control circuits are provided in different voltage levels.
Alternativ kann das Bordnetz zwar mehrere Spannungsebenen aufweisen, wobei eine Leistungssteuerungsschaltung Modulationsunterstufen und Auswahlunterstufen umfasst, die unterschiedlichen Spannungsebenen zugeordnet sind. Darüber hinaus können zwei oder mehr unterschiedliche Spannungsebenen an die gleiche Leistungssteuerungsschaltung angeschlossen sein, wobei insbesondere eine oder mehrere Auswahlunterstufen bzw. ein oder mehrere Modulationsunterstufen an mindestens zwei unterschiedliche Spannungsebenen angeschlossen sein können. Alternatively, the on-board network can have a plurality of voltage levels, wherein a power control circuit comprises modulation sub-stages and selection sub-stages, which are assigned to different voltage levels. In addition, two or more different voltage levels may be connected to the same power control circuit, wherein in particular one or more selection sub-stages or one or more modulation sub-stages may be connected to at least two different voltage levels.
Ferner kann vorgesehen sein, dass das Bordnetz, eine Leistungssteuerungs- Schaltung oder mehrere Leistungssteuerungsschaltungen (zusammen) mindestens eine Ansteuerschaltung umfassen, die ansteuernd mit der mindestens einen Auswahlstufe und/oder mit der mindestens einen Modulationsstufe verbunden ist. Furthermore, it may be provided that the vehicle electrical system, a power control circuit or a plurality of power control circuits (together) comprise at least one drive circuit that is drivingly connected to the at least one selection stage and / or to the at least one modulation stage.
Die Bordnetz-Leistungssteuerungsschaltung ist eingerichtet, wählbar in zumindest zwei der folgenden Zustände versetzt zu werden, insbesondere mittels der mindestens einen Ansteuerschaltung und vorzugsweise durch Ansteuern der Schaltelemente der Auswahlstufe(n) und/oder der Modulationsstufe(n): The on-board power control circuit is set to be selectably offset in at least two of the following states, in particular by means of the at least one drive circuit and preferably by driving the switching elements of the selection stage (s) and / or the modulation stage (s):
- ein Ladezustand, in dem ein induktiver oder kabelgebundener Ex- tern-Ladeanschluss über die Leistungs-Modulationsstufe mit der Batterie, mit den Batterien, oder mit der Batterieansteuervorrichtung verbunden ist, oder, alternativ mit einer Versorgungsschiene innerhalb des Bordnetzes bzw. innerhalb der Leistungssteuerungsschaltung;  a state of charge, in which an inductive or wired external charging connection is connected via the power modulation stage to the battery, to the batteries, or to the battery control device, or alternatively to a supply rail within the vehicle electrical system or within the power control circuit;
- ein Antriebszustand, in dem die Batterie und/oder der Kondensator (allgemein: die Kondensatoreinrichtung) mit der elektrischen Maschine verbunden ist; (die Leistungsschaltung überträgt Leistung von dem Kondensator / von der Batterie an die elektrische Maschine)  a drive state in which the battery and / or the capacitor (in general: the capacitor device) is connected to the electric machine; (the power circuit transfers power from the capacitor / from the battery to the electric machine)
- ein Rekuperations-/lntern-Ladezustand, in dem die elektrische Maschine, insbesondere die zur Traktion verwendete elektrische Maschine, oder der Startergenerator oder die Lichtmaschine oder ein anderer Generator mit der Batterie, mit dem Kondensator, mit der Batterieansteuervorrichtung und/oder mit dem Bremswiderstand verbunden ist; a recuperation / in-charge state in which the electric machine, in particular the electric machine used for traction, or the starter generator or the alternator or another generator with the Battery is connected to the capacitor, with the battery driver and / or with the braking resistor;
- ein Konditionierungszustand, in dem die Batterie mit zumindest einer der Temperaturkonditionierungseinrichtung verbunden ist bzw. mit einem Kli- makompressor, mit einer Heizeinrichtung, mit einem Kühlerlüfter, mit einer a conditioning state, in which the battery is connected to at least one of the temperature conditioning devices or with a climate compressor, with a heater, with a radiator fan, with a
Scheibenheizung oder mit einer Innenraum-Klimatisierungsvorrichtung verbunden ist; Windscreen heater or connected to an interior air conditioning device;
- ein Nebenaggregat-Versorgungszustand, in dem die Batterie mit einer der elektrischen Nebenaggregatskomponenten verbunden ist.  - An accessory supply state in which the battery is connected to one of the electrical accessory components.
Anstatt des Begriffs Nebenaggregat kann auch der Begriff Hilfsaggregat verwendet werden. Wie bereits bemerkt sind Nebenaggregatskomponenten elektrische Komponenten, die an die Leistungssteuerungsschaltung angeschlossen sind, und deren Funktion keine unmittelbare Auswirkung auf die Traktion des Fahrzeugs bzw. den Betrieb von zur Traktion oder zum Bremsen dienenden Komponenten hat. Instead of the term ancillary unit, the term auxiliary unit can be used. As already noted, ancillary components are electrical components that are connected to the power control circuit and whose function has no immediate effect on the traction of the vehicle or the operation of traction or braking components.
Das Bordnetz oder die Leistungsschaltung selbst umfasst vorzugsweise die Ansteuerschaltung. Diese ist mit der mindestens einen Auswahlstufe und/oder mit der mindestens einen Modulationsstufe verbunden, um die Leistungsschaltung in einen der genannten Zustände zu versetzen. Die Zustände werden eingestellt durch Ansteuern der Schaltelemente der Auswahlstufe (und/oder der Modulationsstufe). Die Zustände werden eingestellt durch Ändern/Setzen der Schaltzustände der Auswahlstufe (und/oder der Modulationsstufe). Die Zustände werden vorgesehen durch das beteffende Ansteuersignal, das der Auswahlstufe und/oder der Modulations- stufe zugeführt wird. Die Ansteuerschaltung der Auswahlstufe ist eingerichtet, die Schaltzustände in der Ansteuerschaltung derart zu ändern, dass sich die genannten Zustände ergeben. Es kann eine übergeordnete Steuerung vorgesehen sein, die die Zustände in Form von Soll-Zuständen an die betreffende Ansteuerschaltung(en) übermittelt. The electrical system or the power circuit itself preferably comprises the drive circuit. This is connected to the at least one selection stage and / or to the at least one modulation stage in order to place the power circuit in one of the states mentioned. The states are set by driving the switching elements of the selection stage (and / or the modulation stage). The states are set by changing / setting the switching states of the selection stage (and / or the modulation stage). The states are provided by the actuating drive signal which is supplied to the selection stage and / or the modulation stage. The drive circuit of the selection stage is set up to change the switching states in the drive circuit such that the states mentioned result. It may be provided a higher-level control, which transmits the states in the form of desired states to the relevant drive circuit (s).
Schließlich kann die Leistungsschaltung eingerichtet sein, einerseits in den Ladezustand, dem Antriebszustand oder den Rekuperations-/lntern-Ladezustand versetzt zu werden, und gleichzeitig andererseits in den Konditionierungszustand und/oder in den Nebenaggregat-Versorgungszustand versetzt zu werden. Die mindestens eine Ansteuerschaltung ist eingerichtet, diese Zustände einzustellen, insbesondere durch Abgabe eines entsprechenden Ansteuersignais an die betreffende Auswahl- oder Modulationsstufe. Durch die genannten Zustände dient das Bordnetz bzw. die Leistungssteuerungs- schaltung gleichzeitig zur Übertragung elektrischer Leistung von oder zu antriebsbezogenen Aggregaten und an oder von Nebenaggregaten. Dies ist beispielsweise möglich, wenn mehrere Leistungssteuerungsschaltungen vorgesehen sind oder wenn mehrere Auswahlunterstufen, mehrere Modulationsunterstufen und/oder ein Bypass vorgesehen ist, der parallel (und somit gleichzeitig) mehrere unterschiedliche Leistungspfade realisiert, die insbesondere steuerbar sind. Finally, the power circuit may be arranged to be placed on the one hand in the state of charge, the drive state or the recuperation / internal state of charge, while at the same time being placed in the conditioning state and / or in the accessory supply state. The at least one drive circuit is set up to set these states, in particular by delivering a corresponding drive signal to the relevant selection or modulation stage. As a result of the states mentioned, the electrical system or the power control circuit simultaneously serves to transmit electrical power from or to drive-related units and to or from ancillary units. This is possible, for example, if a plurality of power control circuits are provided or if a plurality of selection sub-stages, a plurality of modulation sub-stages and / or a bypass is provided which realizes in parallel (and thus simultaneously) a plurality of different power paths which are controllable in particular.
Die Auswahlstufe bzw. die mindestens eine Auswahlstufe bzw. die mindestens eine Auswahlunterstufe kann als Umschalter ausgebildet sein, der einen Pol auf einer Seite der Auswahlstufe bzw. Auswahlunterstufe mit einem Pol der anderen Seite der Auswahlstufe bzw. der Auswahlunterstufe verbindet. Ferner kann die mindestens eine Auswahlstufe bzw. die mindestens eine Auswahlunterstufe als frei konfigurierbare Schaltmatrix vorgesehen sein, bei der ein oder mehrere Pole einer Seite der Auswahlstufe bzw. der Auswahl Unterstufe mit ein oder mehreren Polen der anderen Seite der Auswahlstufe bzw. Auswahl Unterstufe verbunden wird. The selection stage or the at least one selection stage or the at least one selection sub-level can be configured as a switch that connects a pole on one side of the selection stage or selection sub-stage to a pole of the other side of the selection stage or the selection sub-level. Furthermore, the at least one selection stage or the at least one selection sub-stage can be provided as a freely configurable switching matrix in which one or more poles of one side of the selection stage or of the selection sub-stage is connected to one or more poles of the other side of the selection stage or selection sub-stage ,
Da bislang zweiphasige Bordnetze verwendet werden und die hier beschriebenen Bordnetze und insbesondere die Komponenten und die Leistungsschaltung bzw. deren Elemente auch dreiphasig sein können, betrifft ein weiterer Aspekt der Erfindung ein Fahrzeugbordnetz mit dreiphasigen Komponenten. Hierbei kann das Fahrzeugbordnetz wie hier beschrieben oder auf andere Weise ausgebildet sein und insbesondere die Leistungsschaltung umfassen oder nicht umfassen. Das Fahrzeugbordnetz ist hierbei vorzugsweise ausgestaltet als ein Fahrzeugbordnetz eingerichtet für oder angeordnet in einem Fahrzeug, wie es hier beschrieben ist, insbesondere in einem (insbesondere nicht schienengebundenen) Kraftfahrzeug (Personenkraftwagen, LKW, Bus, Nutzfahrzeug, etc.) oder auch in einem Wasserfahrzeug. Das Fahrzeugbordnetz umfasst zumindest einen Transformator, der dreiphasig ausgebildet ist. Hierdurch lassen sich bei gleicher Leistung der Kupfer- verbrauch und der Platzbedarf gegenüber herkömmlichen einphasigen Varianten reduzieren. Since two-phase vehicle electrical systems have hitherto been used and the vehicle electrical systems described here and in particular the components and the power circuit or their elements can also be three-phase, a further aspect of the invention relates to a vehicle electrical system with three-phase components. In this case, the vehicle electrical system can be designed as described here or in some other way, and in particular may or may not include the power circuit. The vehicle electrical system here is preferably designed as a vehicle electrical system set up for or arranged in a vehicle as described here, in particular in a (in particular not rail-bound) motor vehicle (passenger car, truck, bus, commercial vehicle, etc.) or in a watercraft. The vehicle electrical system comprises at least one transformer, which is designed in three phases. As a result, it is possible to reduce the copper consumption and the space requirement compared with conventional single-phase variants while maintaining the same performance.
Der Transformator kann in einem Wandler (DC/DC-, DC/AC-, AC/DC- oder AC/AC- Wandler) vorgesehen sein oder kann Bordnetzzweige des Fahrzeugbordnetzes verbinden. Der Transformator kann in Stern- oder Dreieck-Schaltung vorgesehen sein. Ferner kann das Fahrzeugbordnetz alternativ oder in Kombination mit dem Transformator einen dreiphasigen Bremswiderstand aufweisen. Der Bremswiderstand ist innerhalb des Fahrzeugbordnetzes als Verbraucher für rekuperierte Leistung geschaltet und insbesondere mit einer zu Traktion verwendeten elektri- sehen Maschine des Kraftfahrzeugs direkt oder über eine Schaltanordnung ver- bunden, insbesondere über eine hier beschriebene Leistungsschaltung. Es können auch mehrere Bremswiderstände vorgesehen sein, die unterschiedliche Massen (und somit Wärmekapazitäten) und/oder unterschiedliche Leistungen aufweisen. Der Unterschied kann einen Faktor von mindestens 1 .5, 2, 3 oder 5 betragen. The transformer can be provided in a converter (DC / DC, DC / AC, AC / DC or AC / AC converter) or can connect on-board network branches of the vehicle electrical system. The transformer can be provided in star or delta connection. Further, the vehicle electrical system may alternatively or in combination with the transformer have a three-phase braking resistor. The braking resistor is connected within the vehicle electrical system as a consumer for recuperated power and, in particular, with an electrical machine of the motor vehicle used for traction, directly or via a switching arrangement. tied, in particular via a power circuit described here. It is also possible to provide a plurality of braking resistors which have different masses (and thus heat capacities) and / or different powers. The difference can be a factor of at least 1 .5, 2, 3 or 5.
Als weitere dreiphasige Komponente kann insbesondere ein Zerhacker (Chopper) vorgesehen sein. Dieser weist eine Gleichstromseite und eine Wechselstromseite auf. Der Zerhacker umfasst mindestens einen Zerhackerschalter, der eingerichtet ist, das an der Gleichstromseite anliegende Signal durch wiederholtes Öffnen und Schließen in ein (Rechteck- )Wechselstromsignal umzuwandeln, das an derAs a further three-phase component, in particular a chopper (chopper) may be provided. This has a DC side and an AC side. The chopper includes at least one chopper switch configured to convert the DC-side signal into a (square wave) AC signal by repeatedly opening and closing
Wechselstromseite des Zerhackers anliegt. Als Zerhackerschalter wird vorzugsweise ein IGBT oder ein Feldeffekttransistor (insbesondere ein MOSFET) verwendet. Der Zerhacker ist dreiphasig ausgestaltet. Die Gleichstromseite und/oder die Wechselstromseite weisen hierzu einen dreiphasigen Anschluss auf. Insbe- sondere kann die Wechselstromseite einen dreiphasigen Anschluss aufweisen, während die Gleichstromseite einen einphasigen oder dreiphasigen Anschluss aufweist. AC side of the chopper is applied. As a chopper switch, an IGBT or a field effect transistor (in particular a MOSFET) is preferably used. The chopper is designed in three phases. The DC side and / or the AC side have for this purpose a three-phase connection. In particular, the AC side may have a three-phase terminal, while the DC side has a single-phase or three-phase terminal.
Insbesondere sind die Zerhackerschalter dreiphasig ausgestaltet, wobei der Zer- hacker (mindestens) drei Zerhackerschalter oder drei Gruppen von In particular, the chopper switches are designed in three phases, with the chopper (at least) three chopper switches or three groups of
Zerhackerschaltern aufweist (d.h. pro Phase einen Zerhackerschalter oder eine Gruppe hiervon). An dem Zerhackerschalter kann insbesondere ein Bremswiderstand, ein Heizwiderstand (allgemein: ein Wärmewandler, der elektrische Energie in Wärme umsetzt), ein Transformator oder eine elektrische Maschine angeschlossen sein. Diese sind vorzugsweise wie die Wechselstromseite des Zerhackers dreiphasig ausgebildet.  Chopper switches (i.e., one chopper switch or a group thereof per phase). In particular, a braking resistor, a heating resistor (in general: a heat converter which converts electrical energy into heat), a transformer or an electrical machine can be connected to the chopper switch. These are preferably designed as the AC side of the chopper three-phase.
Die Bremswiderstände können gemäß einer Ausführungsform induktive Bremswiderstände sein. Die induktiven Bremswiderstände können mindestens eine Pri- märspule umfassen, die einen Anschluss zum Verbinden mit einem Bordnetzes aufweist. Die induktiven Bremswiderstände umfassen ferner mindestens eine Sekundärspule. An diese ist mindestens ein ohmscher Widerstand angeschlossen. Die Primärspule ist mit der Sekundärspule magnetisch gekoppelt, vorzugsweise über einen zumindest einen gemeinsamen Kern, der eingerichtet ist, von der Pri- märspule erzeugten magnetischen Fluss zur Sekundärspule zu führen. Der Kern ist insbesondere in sich geschlossen. Die Primärspule ist vorzugsweise von der Sekundärspule galvanisch getrennt. Die Primärspule ist vorzugsweise ferner gegenüber der Sekundärspule fluiddicht abgedichtet. Die Sekundärspule kann thermisch mit einem Raum oder einem Kanal gekoppelt sein, in dem sich Wärmemedium befinden kann bzw. Wärmemedium fließen kann. Der Raum bzw. der Kanal kann eingerichtet sein, an einen Wärmekreislauf des Fahrzeugs angeschlossen zu werden. Da die Wärme im Wesentlichen nur an der Sekundärspule und dem Widerstand abfällt, können diese mit einer geringeren Masse als Bremswiderstände ausgebildet sein, als ohmsche Bremswiderstände, da ohmsche Bremswiderstände zusätzliche elektrische Isolierungen erfordern. The braking resistors may be inductive braking resistors according to one embodiment. The inductive braking resistors may comprise at least one primary coil, which has a connection for connection to a vehicle electrical system. The inductive braking resistors further comprise at least one secondary coil. At least one ohmic resistance is connected to this. The primary coil is magnetically coupled to the secondary coil, preferably via an at least one common core, which is set up to guide magnetic flux generated by the primary coil to the secondary coil. The core is especially self-contained. The primary coil is preferably galvanically isolated from the secondary coil. The primary coil is preferably also sealed fluid-tight with respect to the secondary coil. The secondary coil may be thermally coupled to a room or channel in which heat medium may reside or heat medium may flow. The space or channel may be configured to be connected to a heating circuit of the vehicle. Since the heat drops substantially only at the secondary coil and the resistor, they may be formed with a lower mass than braking resistors, as ohmic braking resistors because ohmic braking resistors require additional electrical insulation.
Zudem kann ein induktiver Heizwiderstand vorgesehen sein, der wie der induktive Bremswiderstand ausgebildet ist. Für den induktiven Heizwiderstand und für den induktiven Bremswiderstand kann der gemeinsame Begriff„induktiver Wärmewandler" verwendet werden. Der induktive Wärmewandler wird vorzugsweise in einem Bordnetz vorgesehen, das sich in einem Fahrzeug wie es hier beschrieben ist, befindet. Der induktive Wärmewandler kann einphasig oder dreiphasig ausge- bildet sein. In addition, an inductive heating resistor may be provided, which is designed like the inductive braking resistor. The common term "inductive heat transducer" can be used for the inductive heating resistor and for the inductive braking resistor.The inductive heat transducer is preferably provided in a vehicle electrical system which is located in a vehicle as described here be formed.
Vorzugsweise ist ein Bordnetz eines Fahrzeugs mit mindestens einer dreiphasigen Komponente oder einem wie hier beschriebenen induktiven Wärmewandler ausgestattet. Dadurch lässt sich bei geringerem Gesamtquerschnitt der elektrischen Leitungen die gleiche Leistung wie bei einphasigen Systemen übertragen, wodurch Leitermaterial eingespart werden kann. An on-board network of a vehicle is preferably equipped with at least one three-phase component or with an inductive heat converter as described here. As a result, the same power can be transmitted with a smaller total cross section of the electrical lines as with single-phase systems, whereby conductor material can be saved.
Gemäß einer Ausführungsform kann die zumindest eine Auswahlstufe Anschlüsse, die mittels der Schaltelemente der Auswahlstufe (gesteuert) unterschiedlich mit- einander verbunden werden können. Die Anschlüsse können als Phasen eines Mehrphasensystems vorgesehen sein, insbesondere als dreiphasige Anschlüsse. Die Auswahlstufe kann zur Stern-Dreiecksumschaltung ausgestaltet sein, wobei durch unterschiedliche Schaltzustände der Auswahlstufe die Anschlüsse bzw. Phasen einstellbar im Stern oder im Dreieck miteinander verbunden werden. Die Auswahlstufe kann für jede Phase zwei Phaseneinzelanschlüsse aufweisen. An diese können etwa einzelne Phasenwicklungen oder Phasenwiderstände (allgemein die einzelnen Phasen einer Quelle oder eines Verbrauchers) angeschlossen werden. Die Auswahlstufe weist zur Implementierung der Stern-Dreiecksumschaltung einen Umschalter (insbesondere einpolig) und einen Trennschalter auf. Der Umschalter kann mittels zweier einzelner Schaltelemente (jeweils AN/AUS) realisiert werden; der Trennschalter kann mit einem Schaltelement (AN/AUS) realisiert werden. Der Trennschalter ist in einer Serienschaltung zweier Phasen geschaltet, und der Um- Schalter verbindet ein Anschluss einer ersten Phase wahlweise mit einem von zwei Anschlüssen einer zweiten Phase. Die erste Phase gehört nicht zu den beiden Phasen, die vom Trennschalter verbunden werden. Der Umschalter und der Trennschalter können sich an entgegengesetzten Enden der gleichen Phase befinden, wobei insbesondere derjenige Anschluss des Umschalters mit dieser Phase (an der auch der Trennschalter angeschlossen ist) verbunden ist, der sich wahlweise mit unterschiedlichen Anschlüssen bzw. Seiten der gleichen Phase verbinden lässt. According to one embodiment, the at least one selection stage can have connections which can be connected to one another differently by means of the switching elements of the selection stage (controlled). The connections can be provided as phases of a multi-phase system, in particular as three-phase connections. The selection stage can be configured for star-delta switching, wherein the connections or phases are connected to one another in an adjustable manner in the star or in the triangle by means of different switching states of the selection stage. The selection stage may have two single phase connections for each phase. For example, individual phase windings or phase resistances (generally the individual phases of a source or a consumer) can be connected to these. The selection stage has to implement the star-delta switch on a switch (especially single-pole) and a circuit breaker. The changeover switch can be realized by means of two individual switching elements (in each case ON / OFF); The circuit breaker can be realized with a switching element (ON / OFF). The circuit breaker is connected in a series connection of two phases, and the toggle switch selectively connects a terminal of a first phase to one of two Connections of a second phase. The first phase is not one of the two phases connected by the circuit breaker. The switch and the circuit breaker may be at opposite ends of the same phase, in particular that one terminal of the switch is connected to this phase (to which the circuit breaker is also connected), which can be selectively connected to different terminals or sides of the same phase ,
Der Umschalter (mit zwei verschiedenen Schaltstellungen ausgestaltet) verbindet wahlweise einen ersten Einzelanschluss oder einen zweiten Einzelanschluss der gleichen Phase mit einem ersten Einzelanschluss einer zweiten Phase. In der erstgenannten Schaltstellung verbindet der Umschalter die erste Phase in Serie mit der zweiten Phase (Dreieckskonfiguration) und in der zweitgenannten Schaltstellung verbindet der Umschalter die zweite Phase mit einem Sternpunkt, an den auch die erste Phase angeschlossen ist. Der Sternpunkt wird von dem ersten Einzelanschluss der ersten Phase gebildet, wobei auch der zweite Anschluss der dritten Phase bzw. der erste Anschluss der zweiten Phase dieses Potential aufweisen. Der Trennschalter ist zwischen Einzelanschlüssen verschiedener Phasen geschaltet, um die Dreieckskonfiguration auftrennen zu können, um eine Stern konf ig uration zu ermöglichen. Der Trennschalter ist insbesondere zwischen dem zweiten Einzelanschluss der zweiten Phase und einer dritten Phase geschaltet, vorzugsweise zwischen dem zweiten Einzelanschluss der zweiten Phase und dem ersten Anschluss der dritten Phase. Der Trennschalter ist in der Dreieckskonfiguration geschlossen und in der Stern konf ig uration offen. Der zweite Anschluss der dritten Phase ist direkt mit dem ersten Anschluss der ersten Phase (d.h. mit dem Sternpunkt verbunden). In der Stern konf ig uration ist der Trennschalter offen, so dass der zweite Anschluss der ersten Phase, der zweite Anschluss der zweiten Phase und erste Anschluss der dritten Phase die Phasenanschlüsse der Sternkonfiguration bilden, während der erste Anschluss der ersten Phase, der erste Anschluss der zweiten Phase und der zweite Anschluss der dritten Phase miteinander verbunden sind, um den Sternpunkt zu bilden. Die Verbindung des ersten Anschlusses der zweiten Phase mit dem Sternpunkt wird von dem Umschalter hergestellt, der ferner in dieser Sternkonfiguration Serienschaltung der ersten Phase mit der zweiten Phase trennt. Der Trennschalter trennt die Serienschaltung der zweiten Phase mit der dritten Phase. In der Dreieckskonfiguration sind die erste, zweite und dritte Phase in Serie geschaltet. Hierzu verbindet der Umschalter die erste Phase und die zweite Phase in Serie, während der Umschalter die direkte Verbindung zwischen der zweiten Phase und dem ersten Anschluss der ersten Phase (entsprechend dem Sternpunkt) in der Dreieckskonfiguration trennt. In der Dreieckskonfiguration ver- 7 The switch (configured with two different switch positions) selectively connects a first single terminal or a second single terminal of the same phase to a first single terminal of a second phase. In the former switching position of the switch connects the first phase in series with the second phase (triangular configuration) and in the second switching position of the switch connects the second phase with a neutral point, to which the first phase is connected. The star point is formed by the first single terminal of the first phase, wherein also the second terminal of the third phase and the first terminal of the second phase have this potential. The circuit breaker is connected between individual terminals of different phases in order to be able to divide the triangle configuration to allow a star configuration. The circuit breaker is in particular connected between the second single terminal of the second phase and a third phase, preferably between the second single terminal of the second phase and the first terminal of the third phase. The circuit breaker is closed in the triangle configuration and open in the star configuration. The second terminal of the third phase is directly connected to the first terminal of the first phase (ie to the star point). In the star configuration, the circuit breaker is open so that the second terminal of the first phase, the second terminal of the second phase and the first terminal of the third phase form the phase terminals of the star configuration, while the first terminal of the first phase, the first terminal of the star second phase and the second terminal of the third phase are connected together to form the neutral point. The connection of the first terminal of the second phase to the neutral point is established by the switch, which further separates series connection of the first phase with the second phase in this star configuration. The circuit breaker separates the series connection of the second phase with the third phase. In the triangular configuration, the first, second and third phases are connected in series. For this purpose, the switch connects the first phase and the second phase in series, while the switch separates the direct connection between the second phase and the first terminal of the first phase (corresponding to the neutral point) in the triangular configuration. In the triangle configuration 7
bindet ferner der Trennschalter (aufgrund seines geschlossenen Zustands) die zweite mit der dritten Phase seriell. Further, the circuit breaker (due to its closed state) serially connects the second to the third phase.
Die mindestens eine Auswahlstufe kann daher auch zur Auswahl der Konfiguration eingerichtet, in der die Anschlüsse der Auswahlstufe verbunden sind (Stern oder Dreieck). Dies betrifft die die erste und/oder die zweite Auswahlstufe. Die erwähnten Um- und Trennschalter verbinden Anschlüsse der zumindest einen Auswahlstufe untereinander und können in Kombination mit den Schaltelementen vorgesehen sein, mit denen die Auswahlstufe ein oder mehrere Anschlüsse zur Verbindung (mit der Modulationsstufe) auswählt. The at least one selection stage can therefore also be set up to select the configuration in which the connections of the selection stage are connected (star or triangle). This concerns the first and / or the second selection stage. The mentioned reversing and disconnecting switches interconnect terminals of the at least one selection stage and may be provided in combination with the switching elements with which the selector stage selects one or more terminals for connection (with the modulation stage).
Kurze Beschreibung der Figuren Die Figuren 1 - 3 sind Übersichtsdarstellungen von verschiedenen Varianten einer Bordnetz-Leistungssteuerungsschaltung. BRIEF DESCRIPTION OF THE FIGURES FIGS. 1 to 3 are overview illustrations of various variants of a vehicle electrical system power control circuit.
Die Figuren 4 und 5 zeigen spezifische Ausführungsformen von Bordnetzen und dienen zur Darstellung beispielhafter Funktionen.  Figures 4 and 5 show specific embodiments of electrical systems and serve to illustrate exemplary functions.
Die Figur 6 zeigt beispielhaft eine dreiphasige Komponente. FIG. 6 shows by way of example a three-phase component.
Die Figur 7 zeigt beispielhaft einen induktiven Wärmewandler. FIG. 7 shows an example of an inductive heat converter.
Detaillierte Beschreibung der Figuren Detailed description of the figures
Die in Figur 1 dargestellte Bordnetz-Leistungssteuerungs- Schaltung 10 (im Wei- teren: Leistungsschaltung) umfasst eine erste Leistungspfad-Auswahlstufe 20 und eine zweite Leistungspfad-Auswahlstufe 20'. Zwischen der ersten Auswahlstufe 20 und der zweiten Auswahlstufe 20' ist eine Leistungs-Modulationsstufe 30 vorgesehen. Die erste Auswahlstufe 20 ist als Umschalter dargestellt, bei dem eine erste Seite (in Figur 1 : die linke Seite der Auswahlstufe 20) drei Pole umfasst, welche gemäß der gewählten Auswahl mit einem Pol der anderen Seite (in Figur 1 : die rechte Seite der Auswahlstufe 20) der Auswahlstufe 20 verbunden werden kann. Die dargestellte Auswahlstufe 20 kann auch als dreipoliger Auswahlschalter betrachtet werden. In gleicher Weise kann die zweite Auswahlstufe 20' als vierpolige Auswahlstufe betrachtet werden. Die Seite der ersten Auswahlstufe 20, welche mit der Modulationsstufe 30 verbunden ist (in Figur 1 : die rechte Seite der Auswahlstufe 20), weist nur einen Pol auf. Ebenso weist die Seite der zweiten Auswahlstufe 20', die mit der Modulationsstufe verbunden ist (in Figur 1 : die linke Seite der Auswahlstufe 20'), nur einen Pol auf. Zo The electrical system power control circuit 10 shown in FIG. 1 (in the following: power circuit) comprises a first power path selection stage 20 and a second power path selection stage 20 '. Between the first selection stage 20 and the second selection stage 20 ', a power modulation stage 30 is provided. The first selection stage 20 is shown as a switch in which a first page (in Figure 1: the left side of the selection stage 20) comprises three poles, which according to the selected selection with a pole of the other side (in Figure 1: the right side of Selection stage 20) of the selection stage 20 can be connected. The illustrated selection stage 20 can also be considered as a three-pole selection switch. In the same way, the second selection stage 20 'can be considered as a four-pole selection stage. The side of the first selection stage 20, which is connected to the modulation stage 30 (in Figure 1: the right side of the selection stage 20), has only one pole. Similarly, the side of the second selection stage 20 'which is connected to the modulation stage (in FIG. 1: the left side of the selection stage 20') has only one pole. Zo
Gemäß einer alternativen Ausführungsform, die gestrichelt dargestellt ist, sind die Modulationsstufe 30 und die zweite Auswahlstufe 20' zweiteilig ausgebildet (siehe horizontalen Teilungsstrich, gestrichelt). Es ergeben sich zwei Modulationsunterstufen und zwei Auswahlunterstufen. Jeder Teil der Modulationsstufe 30 und der Auswahlstufe 20' (d.h. jede Unterstufe) weist mindestens ein entsprechendes According to an alternative embodiment, which is shown in dashed lines, the modulation stage 30 and the second selection stage 20 'are formed in two parts (see horizontal graduation line, dashed). There are two modulation levels and two selection levels. Each part of the modulation stage 30 and the selection stage 20 '(i.e., each sub-stage) has at least one corresponding one
Schaltelement auf. In dieser alternativen Ausführungsform ist jede der Unterstufen der zweiten Auswahlstufe 20' mit einer entsprechenden Modulationsunterstufe der Modulationsstufe 30 verbunden. Die in Figur 1 dargestellte Leistungsschaltung 10 umfasst eine Anschlussseite 40, die mit der ersten Auswahlstufe 20 verbunden ist (mit der Seite der ersten Auswahlstufe 20, die entgegengesetzt zur Modulationsstufe 30 liegt), und eine zweite Anschlussseite 42 der Leistungsschaltung 10 ist mit der zweiten Auswahlstufe 20' verbunden, insbesondere mit der Seite der Auswahlstufe 20', die entgegengesetzt zur Modulationsstufe 30 ist. Somit sind zwischen der ersten und der zweiten Anschlussseite 40, 42 die Auswahlstufen 20 und 20' sowie die Modulationsstufe 30 vorgesehen. Hierbei sind die erste Auswahlstufe 20, die Modulationsstufe 30 und nachfolgend die zweite Auswahlstufe 20' in dieser Reihenfolge seriell miteinander verbunden. Die erste und die zweite Anschlussseite sind über diese serielle Ver- bindung der ersten und zweiten Auswahlstufe sowie der Modulationsstufe miteinander verbunden. Switching element on. In this alternative embodiment, each of the sub-stages of the second selection stage 20 'is connected to a corresponding modulation sub-stage of the modulation stage 30. The power circuit 10 shown in FIG. 1 comprises a connection side 40 connected to the first selection stage 20 (with the side of the first selection stage 20 opposite to the modulation stage 30), and a second connection side 42 of the power circuit 10 having the second selection stage 20 ', in particular with the side of the selection stage 20', which is opposite to the modulation stage 30. Thus, between the first and the second terminal side 40, 42, the selection stages 20 and 20 'and the modulation stage 30 are provided. Here, the first selection stage 20, the modulation stage 30 and subsequently the second selection stage 20 'are connected in series in this order. The first and the second connection side are connected to one another via this serial connection of the first and second selection stage as well as the modulation stage.
Die erste Auswahlstufe 40 umfasst drei Anschlüsse 50, wobei die Anzahl der Anschlüsse 50 der ersten Anschlussseite 40 der Polzahl der Auswahlstufe 20 ent- spricht. Die Polzahl kann die Zahl der Anschlüsse übersteigen. Ferner kann die Zahl der Anschlüsse die Polzahl übersteigen. The first selection stage 40 comprises three connections 50, wherein the number of connections 50 of the first connection side 40 corresponds to the number of poles of the selection stage 20. The number of poles can exceed the number of connections. Furthermore, the number of terminals can exceed the number of poles.
In gleicher weise umfasst die zweite Anschlussseite 42 vier Anschlüsse 52, wobei die Anzahl der Anschlüsse 52 der zweiten Seite 42 der Polzahl der Auswahlstufe 20' entspricht. In the same way, the second connection side 42 comprises four connections 52, wherein the number of connections 52 of the second side 42 corresponds to the number of poles of the selection stage 20 '.
Die in Figur 1 dargestellte Variante umfasst somit zwei Auswahlstufen 20 und 20', die zu beiden Seiten der Modulationsstufe angeordnet sind. Die Figur 2 zeigt im Gegensatz hierzu eine Variante, bei der die Modulationsstufe 30 direkt mit der zweiten Anschlussseite 42 verbunden ist, im Gegensatz zur Variante der Figur 1 , bei der zwischen Modulationsstufe 30 und zweiter Anschlussseite 42 die zweite Auswahlstufe 20' vorgesehen ist. Weiterhin umfasst die in Figur 2 dargestellte Variante eine erste Anschlussseite 40, die drei Anschlüsse 50 aufweist. Auch die erste Auswahlstufe 20, die mit der ersten Anschlussseite verbunden ist, weist drei Pole auf, die mit einem Pol der Seite der ersten Auswahlstufe 20 verbunden werden können, die der Modulationsstufe zu- gewandt ist und mit dieser verbunden ist. The variant shown in Figure 1 thus comprises two selection stages 20 and 20 ', which are arranged on both sides of the modulation stage. In contrast, FIG. 2 shows a variant in which the modulation stage 30 is connected directly to the second connection side 42, in contrast to the variant of FIG. 1, in which the second selection stage 20 'is provided between the modulation stage 30 and the second connection side 42. Furthermore, the variant shown in FIG. 2 comprises a first connection side 40, which has three connections 50. Also, the first selection stage 20, which is connected to the first terminal side, has three poles, which can be connected to one pole of the side of the first selection stage 20, which is the modulation stage and is connected to it.
Die in Figur 2 dargestellte erste Auswahlstufe ist im Gegensatz zur Auswahl stufe der Figur 1 kein Umschalter, bei der nur ein einziger Pol einer Seite mit einem Pol der gegenüberliegenden Seite der Auswahlstufe verbunden werden kann. Vielmehr ist die Auswahlstufe 20 der Figur 2 im Sinne einer Schaltmatrix ausgebildet, bei der die Verbindung zwischen jedem Pol einer Seite und dem Pol der gegenüberliegenden Seite (der Modulationsstufe zugewandt) einzeln gesteuert werden kann. Hierbei kann beispielsweise nur ein Anschluss 50 mit der Modulationsstufe 30 verbunden werden. Es können ferner auch zwei oder alle drei Anschlüsse 50 mit der Modulationsstufe 30 verbunden werden oder es kann auch kein Anschluss 50 mit der Modulationsstufe verbunden werden. Die Möglichkeit, keinen der Anschlüsse 50 mit der Modulationsstufe 30 über die erste Auswahlstufe 20 zu verbinden, ergäbe sich in Figur 1 , wenn der Umschalter 20 eine weitere, unbeschaltete Polposition aufweisen würde, die gewählt werden kann, um die Anschlussseite 40 von der Modulationsstufe 30 zu trennen. The first selection stage shown in Figure 2 is in contrast to the selection stage of Figure 1 is not a switch, in which only a single pole of a page with a pole of the opposite side of the selection stage can be connected. Rather, the selection stage 20 of Figure 2 is designed in the sense of a switching matrix, in which the connection between each pole of one side and the pole of the opposite side (the modulation stage facing) can be controlled individually. In this case, for example, only one connection 50 can be connected to the modulation stage 30. Furthermore, two or all three connections 50 can also be connected to the modulation stage 30, or no connection 50 can also be connected to the modulation stage. The possibility of not connecting any of the terminals 50 to the modulation stage 30 via the first selection stage 20 would be shown in FIG. 1 if the changeover switch 20 had a further, unoccluded pole position that could be selected to connect the terminal 40 from the modulation stage 30 to separate.
Zwischen der ersten Anschlussseite 40 und der Auswahlstufe 20 ist eine optionale Gleichrichteanordnung 62 dargestellt, wobei zwischen der Auswahlstufe 20 und der Modulationsstufe 30 eine ebenso optionale Glättungskondensatoranordnung zwi- schengeschaltet ist. Beide Anordnungen sind optional und können daher weggelassen werden. Wenn diese weggelassen werden, wird die betreffende Anordnung durch eine direkte Verbindung zwischen der ersten Anschlussseite 40 und der Auswahlstufe 20 bzw. zwischen der Auswahlstufe 20 und der Modulationsstufe 30 ersetzt. Between the first connection side 40 and the selection stage 20, an optional rectification arrangement 62 is shown, wherein between the selection stage 20 and the modulation stage 30, an equally optional smoothing capacitor arrangement is interposed. Both arrangements are optional and can therefore be omitted. If these are omitted, the relevant arrangement is replaced by a direct connection between the first terminal side 40 and the selection stage 20 or between the selection stage 20 and the modulation stage 30.
Ferner ist dargestellt, dass die zweite Anschlussseite 42 zwei Anschlüsse 52 umfasst, wobei diese einzeln (d. h. individuell) mit der Modulationsstufe 30 verbunden sind. Falls die Modulationsstufe 30 in Unterstufen unterteilt ist, die mit dem gleichen Ansteuersignal oder mit unterschiedlichen Ansteuersignalkomponenten betrieben werden, sind die jeweiligen Unterstufen individuell mit den einzelnen Anschlüssen 52 der zweiten Seite 42 verbunden. Dadurch können die Schaltelemente in der Modulatorstufe 30 aufgeteilt werden und an die Anschlüsse 52 können unterschiedliche Komponenten zur Durchführung unterschiedlicher Funktionen angeschlossen werden. Falls zwischen der Modulationsstufe 30 und der zweiten Anschlussseite 42 eine zweite Auswahlstufe vorgesehen sein sollte, so verbindet diese wählbar zwei Pole (auf der Seite der Modulationsstufe) mit zwei Polen auf der Seite der zweiten Anschlussseite 42 und kann ebenso im Sinne eines Umschalters wie in Figur 1 als auch im Sinne einer Schaltmatrix wie die erste Auswahlstufe 20 der Figur 2 ausgebildet sein. Furthermore, it is shown that the second connection side 42 comprises two connections 52, which are individually (ie individually) connected to the modulation stage 30. If the modulation stage 30 is divided into sub-stages which are operated with the same drive signal or with different drive signal components, the respective sub-stages are individually connected to the individual terminals 52 of the second side 42. Thereby, the switching elements in the modulator stage 30 can be divided and to the terminals 52 different components can be connected to perform different functions. If a second selection stage should be provided between the modulation stage 30 and the second connection side 42, this selectably connects two poles (on the modulation stage side) with two poles on the side of the second connection side 42 and can also be used in the sense of a switch as in FIG 1 as well as in the sense of a switching matrix as the first selection stage 20 of Figure 2 may be formed.
In der Figur 3 ist eine weitere Variante der Leistungsschaltung 10 dargestellt, bei der die Modulationsstufe 30 über die zweite Auswahlstufe 20' mit der zweiten An- schlussseite 42 verbunden ist. Auf der Seite der ersten Anschlussseite 40 ist keine Auswahlstufe vorgesehen, sondern die Modulationsstufe 30 ist direkt (ohne Auswahlstufe) mit der ersten Anschlussseite 40 verbunden. In der in Figur 3 dargestellten Variante umfasst die erste Anschlussseite 40 nur einen Anschluss 50. Dieser wird unmittelbar zur Modulationsstufe 30 geführt. Zwischen der Modulati- onsstufe 30 und der zweiten Anschlussseite 42 ist die zweite Auswahlstufe 20' vorgesehen, die als vierpoliger Umschalter arbeitet. Wie bereits bemerkt, kann anstatt eines Umschalters auch eine Schaltmatrix vorgesehen sein. FIG. 3 shows a further variant of the power circuit 10, in which the modulation stage 30 is connected to the second connection side 42 via the second selection stage 20 '. On the side of the first connection side 40, no selection stage is provided, but the modulation stage 30 is connected directly (without selection stage) to the first connection side 40. In the variant shown in FIG. 3, the first connection side 40 comprises only one connection 50. This connection is led directly to the modulation stage 30. Between the modulation stage 30 and the second connection side 42, the second selection stage 20 'is provided which operates as a four-pole changeover switch. As already noted, instead of a changeover switch, a switching matrix can also be provided.
In der Figur 3 ist ferner eine Ansteuerschaltung 70 dargestellt, die hier als Beispiel zweiteilig dargestellt ist. Ein Teil der Ansteuerschaltung 70 gibt ein Ansteuersignal für die Modulationsstufe 30 ab und ein weiterer Teil der Ansteuerschaltung 70 gibt ein Ansteuersignal für die zweite Auswahlstufe 20' ab. Hierbei ist die Ansteuerschaltung 70 mit jeweiligen Ansteuersignaleingängen der Modulationsstufe 30 bzw. der zweiten Auswahlstufe 20' verbunden. In the figure 3, a drive circuit 70 is further shown, which is shown here in two parts as an example. A part of the drive circuit 70 outputs a drive signal for the modulation stage 30 and a further part of the drive circuit 70 outputs a drive signal for the second selection stage 20 '. Here, the drive circuit 70 is connected to respective drive signal inputs of the modulation stage 30 and the second selection stage 20 '.
Eine übergeordnete Steuereinheit 80 kann vorgesehen sein (siehe gestrichelter Kasten der Figur 3), die eine Leistungsvorgabe erzeugt und an die Ansteuerschaltung 70 abgibt. Hierzu ist ein entsprechender Ausgang der übergeordneten Steuereinheit 80 mit einem Eingang für Leistungsvorgaben die Ansteuerschaltung 70 verbunden. A higher-order control unit 80 can be provided (see dashed box of FIG. 3), which generates a power specification and outputs it to the drive circuit 70. For this purpose, a corresponding output of the higher-level control unit 80 is connected to an input for power specifications, the drive circuit 70.
Weiterhin ist in der Figur 3 ein optionaler Bypass 90 dargestellt, der die Auswahlstufe 20' überbrückt. Eine alternative Verschaltung ist in Punktlinie dargestellt, wobei der Bypass 90 die erste Anschlussseite 40 mit der zweiten Anschlussseite 42 verbindet. Die Punktlinie gibt somit eine Variante wieder, bei der die Modulationsstufe und die zweite Auswahlstufe 20' überbrückt sind durch den Bypass. In einer Ausführungsform, die aus Gründen der Übersichtlichkeit in der Figur 3 nicht dargestellt sind, überbrückt ein Bypass 90 die Modulationsstufe, nicht aber die Auswahlstufe. Hierbei würde der Bypass die erste Anschlussseite 40 mit der zweiten Auswahlstufe 20' verbinden. Insbesondere würde der Bypass in Serie mit der zweiten Auswahlstufe liegen, wobei diese Serienschaltung die erste Anschlussseite mit der zweiten Anschlussseite verbindet. Furthermore, an optional bypass 90 is shown in FIG. 3, which bypasses the selection stage 20 '. An alternative connection is shown in dotted line, wherein the bypass 90 connects the first connection side 40 with the second connection side 42. The dotted line thus represents a variant in which the modulation stage and the second selection stage 20 'are bridged by the bypass. In one embodiment, which are not shown in FIG. 3 for reasons of clarity, a bypass 90 bypasses the modulation stage but not the selection stage. In this case, the bypass would connect the first connection side 40 to the second selection stage 20 '. In particular, the bypass would be in series with the second selection stage, this series circuit connects the first terminal side to the second terminal side.
Weiterhin ist in der Figur 3 ein optionaler Bypassschalter 92 dargestellt, der in Serie mit dem Bypass 90 geschaltet ist und als eigener Schalter gesteuert werden kann. Vorzugsweise ist ein Ansteuereingang des Bypassschalters 92 mit der Ansteuerschaltung 70 verbunden, so dass die Ansteuerschaltung 70 den Bypassschalter 92 ansteuern kann. Die Bypassleitung 90 ist in der Figur 3 als zweiter Anschluss der Modulationsstufe 30 auf der Seite der Auswahlstufe 20' dargestellt. Gemäß einer Ausführungsform kann daher die Modulationsstufe 30 in zwei Modulationsunterstufen unterteilt sein, wobei eine erste Modulationsunterstufe die erste Anschlussseite 40 mit der Auswahlstufe 20' verbindet, und eine zweite Modulationsunterstufe der Modulations- stufe 30 die erste Anschlussseite 40 direkt mit der zweiten Anschlussseite (oder über den Bypassschalter 92) verbindet. Der Bypass kann vorzugsweise auch einschließlich des Bypassschalters 92 zwischen der Modulationsstufe 30 und der ersten Anschlussseite 40 vorgesehen sein, wobei in diesem Fall eine erste Auswahlstufe wie die Auswahlstufe 20 parallel zum Bypass die erste Anschlussseite 40 mit der Modulationsstufe 30 verbindet. Furthermore, an optional bypass switch 92 is shown in FIG. 3, which is connected in series with the bypass 90 and can be controlled as a separate switch. Preferably, a drive input of the bypass switch 92 is connected to the drive circuit 70 so that the drive circuit 70 can drive the bypass switch 92. The bypass line 90 is shown in FIG. 3 as a second connection of the modulation stage 30 on the side of the selection stage 20 '. According to one embodiment, therefore, the modulation stage 30 may be subdivided into two modulation stages, wherein a first modulation sub-stage connects the first connection side 40 to the selection stage 20 ', and a second modulation sub-stage of the modulation stage 30 connects the first connection side 40 directly to the second connection side (or via the bypass switch 92) connects. The bypass may also preferably be provided including the bypass switch 92 between the modulation stage 30 and the first terminal side 40, in which case a first selection stage such as the selection stage 20 parallel to the bypass connects the first terminal side 40 with the modulation stage 30.
Da die in gleicher Weise bezeichnenden Komponenten der Figuren 1 - 3 vergleichbare Funktionen aufweisen, werde diese mit dem gleichen Bezugszeichen bezeichnet. Elemente, die mit dem gleichen Bezugszeichen bezeichnet sind, können die gleichen Eigenschaften aufweisen. Since the components of FIGS. 1-3 have similar functions, they will be denoted by the same reference numerals. Elements designated by the same reference sign may have the same characteristics.
Die Figur 4 zeigt ein Bordnetz 100 mit einer FIG. 4 shows a vehicle electrical system 100 with a
Bordnetz-Leistungssteuerungsschaltung 1 10, an das Komponenten 120, 130, 132 und 134 angeschlossen sind. Die Komponente 120 ist eine Traktionsmotoreinheit mit einer steuerbaren Brückenschaltung 122, an die eine elektrische Maschine angeschlossen ist. Diese kann als Traktionsmotor des Fahrzeugs arbeiten. Ferner kann die elektrische Maschine 124 als Generator arbeiten, um kinetische Energie des Fahrzeugs zu rekuperieren. Die Komponente 120 ist an eine erste Seite der Leistungsschaltung 1 10 angeschlossen. Die Brückenschaltung (und auch die daran angeschlossene elektrische Maschine 124) sind dreiphasig ausgebildet. Auf einer Seite der Traktionsmotoreinheit, die der an die an die Leistungsschaltung 1 10 angeschlossenen Seite der Traktionsmotoreinheit entgegengesetzt ist, weist die Traktionsmotoreinheit einen Glättungskondensator 127 auf. An der Seite, an der dieser Glättungskondensator 127 angeschlossen ist, befinden sich Anschlüsse 126. Diese Anschlüsse sind über Schalter 128 schaltbar. An den Anschlüssen ist bei- spielsweise eine Hochvoltbatterie (Nennspannung 400 V, 350 V, 360 V, oder 380 V) angeschlossen, siehe gestrichelte Darstellung. In dem dargestellten Fall kann die Hochvoltbatterie 129 als Senke für die von der elektrischen Maschine 124 rekuperierte Leistung dienen und mit dieser aufgeladen werden. In einer Ausfüh- rungsform bildet die Brückenschaltung 122 einen Teil der Leistungsschaltung, insbesondere einschliesslich des Glättungskondensators 127. Die Brückenschaltung 122 bildet insbesondere eine Modulationsstufe oder Modulationsunterstufe der Leistungsschaltung. Die Brückenschaltung ist eingerichtet, als Inverter für die daran angeschlossene elektrische Maschine 124 zu arbeiten. Dies ist jedoch nur eine von mehreren Möglichkeiten der Funktion der Brockenschaltung 122, da diese bei anderen Leistungspfadrichtungen auch Leistung von der elektrischen Maschine an die Batterie 129 vorzugsweise moduliert oder auf andere Weise gesteuert übertragen kann, so dass die Batterie 129 als Leistungssenke wie in Figur 4 dargestellt arbeiten kann. On-board power control circuit 1 10 to which components 120, 130, 132 and 134 are connected. The component 120 is a traction motor unit with a controllable bridge circuit 122 to which an electric machine is connected. This can work as a traction engine of the vehicle. Further, the electric machine 124 may operate as a generator to recuperate kinetic energy of the vehicle. The component 120 is connected to a first side of the power circuit 110. The bridge circuit (and also connected thereto electrical machine 124) are formed in three phases. On one side of the traction motor unit, which is opposite to the side of the traction motor unit connected to the power circuit 110, the traction motor unit has a smoothing capacitor 127. On the side to which this smoothing capacitor 127 is connected, there are connections 126. These connections can be switched via switch 128. At the connections is For example, a high-voltage battery (rated voltage 400 V, 350 V, 360 V or 380 V) connected, see dashed line. In the illustrated case, the high-voltage battery 129 can serve as a sink for the recuperated by the electric machine 124 and power to be charged with this. In one embodiment, the bridge circuit 122 forms part of the power circuit, in particular including the smoothing capacitor 127. The bridge circuit 122 forms in particular a modulation stage or modulation sub-stage of the power circuit. The bridge circuit is configured to operate as an inverter for the electrical machine 124 connected thereto. However, this is only one of several possibilities of the function of the chunk circuit 122, since it may also modulate or otherwise control power from the electric machine to the battery 129 in other power path directions, such that the battery 129 functions as a power sink as in FIG can work shown.
Die in Figur 4 dargestellte Leistungsschaltung 1 10 umfasst eine Modulationsstufe 140. Diese kann wie beschrieben zusammen mit der Brückenschaltung 122 Modulationsstufen der Leistungsschaltung bilden oder die Brückenschaltung 122 und die Modulationsstufe 140 können als Modulationsunterstufen einer gemeinsamen Modulationsstufe der Leistungsschaltung angesehen werden. Die Anschlüsse 126 können in dieser Weise als erste Anschlussseite der so dargestellten Leistungsschaltung betrachtet werden. Ebenso kann nur die Batterie 129 als angeschlossene Komponente betrachtet werden, wobei die Elemente mit den Bezugszeichen 127 und 122 als Teil der Leistungsschaltung betrachtet werden. The power circuit 110 shown in FIG. 4 comprises a modulation stage 140. As described, this may form modulation stages of the power circuit together with the bridge circuit 122, or the bridge circuit 122 and the modulation stage 140 may be considered as modulation sub-stages of a common modulation stage of the power circuit. In this way, the terminals 126 may be considered as the first terminal side of the power circuit thus illustrated. Similarly, only the battery 129 can be considered as a connected component, with the elements labeled 127 and 122 being considered part of the power circuit.
Die Modulationsstufe 140 wie in Figur 4 dargestellt ist mehrphasig, insbesondere dreiphasig, ausgebildet und umfasst für jede Polarität und für jede Phase eine (oder mehrere) Leistungsschalter bzw. Leistungsschaltelemente, die wie in Figur 4 dargestellt als MOSFETs ausgebildet sein können. Die Leistungsschalter sind mit einer Diode (Bodydiode) ausgestaltet. Die Seite der Brückenschaltung 140, die an den ersten Anschluss an geschlossen ist, weist einen Glättungskondensator 142 auf. Der Glättungskondensator 142 (wie insbesondere allgemein Glättungskondensa- toren) sind parallel geschaltet. Die Brückenschaltung 140 wie auch die Brückenschaltung 122 sind als B6C-Brücken ausgestaltet. Die Brückenschaltung 140 dient in der Figur 4 als Nebenaggratestellglied bzw. als Hilfaggregatestellglied. The modulation stage 140 as shown in Figure 4 is polyphase, in particular three-phase, formed and includes for each polarity and for each phase one (or more) power switch or power switching elements, which may be formed as shown in Figure 4 as MOSFETs. The circuit breakers are designed with a diode (body diode). The side of the bridge circuit 140 that is closed to the first terminal has a smoothing capacitor 142. The smoothing capacitor 142 (in particular, in general, smoothing capacitors) are connected in parallel. The bridge circuit 140 as well as the bridge circuit 122 are configured as B6C bridges. The bridge circuit 140 is used in the figure 4 as Nebenaggratestellglied or as an auxiliary unit actuator.
Die Modulationsstufe 140 ist auf der Seite, die der mit der Komponente 120 verbundenen Seite der Modulationsstufe 140 entgegengesetzt ist, ist über ein Verbindungsschaltung 150 mit einer Auswahlstufe 160 verbunden. Die Verbindungs- Schaltung 150 kann als Klemmbrett (oder auch als Sicherungseinheit) ausgebildet sein. Die Auswahlstufe 160 kann in Hinblick auf ihre Funktion und auf ihre Realisierung als einer Vielzahl von (gleichartigen) Schaltelementen auch als The modulation stage 140 is on the side opposite the side of the modulation stage 140 connected to the component 120, is connected to a selection stage 160 via a connection circuit 150. The connection circuit 150 may be formed as a terminal board (or as a fuse unit) be. The selection stage 160 may also be referred to as a plurality of (similar) switching elements in view of their function and their realization
Multiplexerbank bezeichnet werden. Eine zweite Seite 1 12 der Leistungsschaltung ist mit der Auswahlstufe 160 verbunden. Die Auswahlstufe weist eine Vielzahl von individuell steuerbaren Schaltelementen auf und ist als Schaltmatrix ausgebildet. Die Schaltelemente der Auswahlstufe sind jeweils ein Paar antiparallel geschalteter Thyristoren. Multiplexerbank be called. A second side 1 12 of the power circuit is connected to the selection stage 160. The selection stage has a plurality of individually controllable switching elements and is designed as a switching matrix. The switching elements of the selection stage are each a pair of antiparallel-connected thyristors.
Es ist ferner zu erkennen, dass einige der Anschlüsse der zweiten Anschlussseite 1 12 über Schaltelemente der Auswahlstufe mit der Modulationsstufe 140 verbunden sind, während andere Anschlüsse der Anschlussseite 1 12 direkt (über die Verbindungsschaltung 150) mit der Modulationsstufe verbunden sind. Die Anschlussseite 1 12 ist mehrphasig ausgebildet, insbesondere dreiphasig. Ein Anschlusskontakt (oder mindestens ein Anschlusskontakt) der dreiphasigen An- Schlüsse ist direkt mit der Modulationsstufe 140 verbunden. Ein Anschlusskontakt (insbesondere mehrere Anschlusskontakte) der dreiphasigen Anschlüsse ist über ein Schaltelement der Auswahlstufe mit der Modulationsstufe 140 verbunden. In der dargestellten Ausführungsform ist ein Anschlusskontakt (d.h. eine Phase) der dreiphasigen Anschlüsse mit direkt (d.h. ohne Schaltelement der Auswahlstufe 160) mit der Modulationsstufe 140 verbunden. Ferner sind zwei Anschlusskontakte (d.h. die verbleibenden zwei Phasen) über Schaltelemente der Auswahlstufe 160 mit der Modulationsstufe 140 verbunden. Insbesondere ist die gleiche Phase jedes Anschlusses direkt (d.h. ohne Schaltelement der Auswahlstufe 160) mit der Modulationsstufe 140 verbunden, während die anderen Phasen bzw. Anschlüsse über Schaltelemente der Auswahlstufe 160 mit der Modulationsstufe 140 verbunden. It will further be appreciated that some of the terminals of the second terminal side 1 12 are connected via switching elements of the selection stage to the modulation stage 140, while other terminals of the terminal side 1 12 are connected directly (via the connection circuit 150) to the modulation stage. The connection side 1 12 is formed multi-phase, in particular three-phase. A terminal contact (or at least one terminal contact) of the three-phase terminals is connected directly to the modulation stage 140. A connection contact (in particular a plurality of connection contacts) of the three-phase connections is connected to the modulation stage 140 via a switching element of the selection stage. In the illustrated embodiment, a terminal contact (i.e., a phase) of the three-phase terminals is connected to the modulation stage 140 directly (i.e., without switching element of the selector stage 160). Further, two terminal contacts (i.e., the remaining two phases) are connected to the modulation stage 140 via switching elements of the selector stage 160. In particular, the same phase of each terminal is connected directly (i.e., without switching element of selection stage 160) to modulation stage 140, while the other phases are connected to modulation stage 140 via switching elements of selection stage 160.
An die zweite Seite 1 12 sind Komponenten 130, 132, 134 angeschlossen, die als Nebenaggregatskomponenten (oder Hilfsaggregatskomponenten) zu betrachten sind. Komponente 130 ist ein elektrisch betriebener Klimakompressor. Komponente 132 ist ein Bremswiderstand. Da dieser (neben der Wandlung von rekuperierterTo the second side 1 12 components 130, 132, 134 are connected, which are to be regarded as ancillary components (or auxiliary components). Component 130 is an electrically powered air conditioning compressor. Component 132 is a braking resistor. Because of this (in addition to the conversion of recuperated
Leistung als Senke) auch eine antriebsbezogene Funktion hat (nämlich das Abbremsen des Fahrzeugs durch die Wechselwirkung mit der elektrischen Maschine 124), kann Komponente 132 auch als antriebsbezogene Komponente betrachtet werden. Diese Einteilung in antriebsbezogene Komponenten und Nebenaggre- gatskomponenten ist lediglich optional und kann je nach Sichtweise der betrachteten Funktion veränderlich sein. Die Komponente 124 ist ein elektrisches Heizelement (PTC-Element). Je nachdem, welche weitere Fahrzeugkomponente von Komponente 130 bzw. 134 erwärmt wird, kann die Komponente 130 bzw. 134 als antriebsbezogene Komponente oder Nebenaggregatskomponente angesehen werden. Falls die elektrische Maschine 124 als Generator arbeitet („Rekuperationsbetrieb"), dann verläuft ein Leistungspfad von der elektrischen Maschine 124 in Richtung der Batterie 129 (als eine Komponente, insbesondere antriebsbezogene Komponente) über eine Modulationsstufe 122 bzw. Modulationsunterstufe, und ein weitererPower sink) also has a drive-related function (namely, deceleration of the vehicle through interaction with the electric machine 124), component 132 may also be considered as a drive-related component. This division into drive-related components and ancillary components is merely optional and may vary depending on the view of the function being considered. The component 124 is an electrical heating element (PTC element). Depending on which further vehicle component is heated by component 130 or 134, component 130 or 134 may be regarded as a drive-related component or accessory component. If the electric machine 124 is operating as a generator ("recuperation mode"), then a power path from the electric machine 124 is in the direction of the battery 129 (as a component, in particular drive-related component) via a modulation stage 122 or modulation sub-stage, and another one
Leistungspfad läuft von der elektrischen Maschine 124 über eine Modulationsstufe 140 bzw. Modulationsunterstufe über die Auswahlstufe 160 zu den Komponenten 130, 132, 134. Da der Leistungspfad von der elektrischen Maschine 124 zu der Batterie bzw. zu dem Anschluss 126 über die steuerbaren Schalter 128 verläuft, können diese Schalter als Schaltelemente einer gemeinsamen Auswahlstufe betrachtet werden, die ferner die Schaltelemente zwischen der Modulationsstufe 140 und dem zweiten Anschluss 1 12 umfasst. In diesem Fall bilden diese Schaltelemente einerseits und die Schaltelementen 128 Auswahlunterstufen der gleichen Auswahlstufe. Alternativ bilden die Schaltelemente 128 eine Auswahlstufe und die Auswahlstufe 160 bildet eine eigene Auswahlstufe (der gleichen Leistungschaltung oder von unterschiedlichen Leistungschaltungen). Falls die elektrische Maschine 124 als Motor arbeitet, dann ergibt sich ein ersterPower path runs from the electric machine 124 via a modulation stage 140 or modulation sub-stage via the selection stage 160 to the components 130, 132, 134. Since the power path from the electric machine 124 to the battery or to the terminal 126 via the controllable switch 128 runs , these switches may be considered as switching elements of a common selection stage, which further comprises the switching elements between the modulation stage 140 and the second terminal 12. In this case, these switching elements on the one hand and the switching elements 128 form selection sub-stages of the same selection stage. Alternatively, the switching elements 128 form a selection stage and the selection stage 160 forms its own selection stage (the same power circuit or different power circuits). If the electric machine 124 works as a motor, then there is a first
Leistungsflusspfad von den Anschlüssen 126 über die Modulationsstufe 122 (und den Schaltern 128) zu dem Motor und ein zweiter Leistungsflusspfad von den Anschlüssen 126 über die Modulationsstufe 140 und die Auswahlstufe 160 zu der zweiten Anschlussseite 1 12 bzw. zu den Komponenten 130 - 134. Power flow path from the terminals 126 via the modulation stage 122 (and the switches 128) to the motor and a second power flow path from the terminals 126 via the modulation stage 140 and the selection stage 160 to the second terminal side 1 12 and to the components 130-134.
Die Figur 5 zeigt ein Bordnetz 200 mit einem externen Ladeanschluss 202, über den das Bordnetz an ein stationäres Versorgungsnetz (nicht Teil des Bordnetzes) angeschlossen ist. An den externen Ladeanschluss 202 ist ein (ungesteuerter) Gleichrichter 204 und ein dem Gleichrichter nachfolgender Glättungskondensator 206 angeschlossen. Der Ladeanschluss 202, der Gleichrichter 204 und der Glättungskondensator 206 sind einphasig ausgestaltet und für die Betriebsspannung des Versorgungsnetzes (Wechselstrom) ausgelegt. Die Betriebsspannung des Versorgungsnetzes wird von dem Gleichrichter und dem Glättungskondensator in eine Gleichspannung (ca. 365 V) umgewandelt. Diese Gleichspannung wird einer gesteuerten dreiphasigen Brücke 208 zugeführt, die als DC/AC-Wandler arbeitet, um die Gleichspannung in einen dreiphasigen Strom umzuwandeln. Vorzugsweise ist die Brücke 208 als eine Modulationsstufe oder Modulationsunterstufe ausgestaltet. Die Doppelpfeile geben in Figur 5 einen möglichen Leistungsfluss wieder. Der Leistungsfluss führt von dem externen Ladeanschluss 202 über die Brücke 208 zu einem Transformator 210. Der Transformator ist dreiphasig und überträgt die vom externen Ladeanschluss 202 erhaltene und von der Brücke 208 gewandelte Leis- tung an einen Bordnetzabschnitt 220 und an einen Bordnetzabschnitt 230. FIG. 5 shows a vehicle electrical system 200 with an external charging connection 202, via which the vehicle electrical system is connected to a stationary supply network (not part of the vehicle electrical system). Connected to the external charging port 202 is an (uncontrolled) rectifier 204 and a smoothing capacitor 206 subsequent to the rectifier. The charging port 202, the rectifier 204 and the smoothing capacitor 206 are single-phase and designed for the operating voltage of the supply network (AC). The operating voltage of the supply network is converted by the rectifier and the smoothing capacitor into a DC voltage (about 365 V). This DC voltage is supplied to a controlled three-phase bridge 208, which operates as a DC / AC converter to convert the DC voltage into a three-phase current. Preferably, the bridge 208 is configured as a modulation stage or modulation sub-stage. The double arrows indicate a possible power flow in FIG. The power flow leads from the external charging connection 202 via the bridge 208 to a transformer 210. The transformer is three-phase and transmits the power received from the external charging connection 202 and converted by the bridge 208 to an on-board network section 220 and to an on-board network section 230.
Der Bordnetzabschnitt 220 umfasst eine Eingangsseite 221 (dreiphasig) und eine Ausgangsseite 222. An die Ausgangsseite sind mehrere Nebenaggregatskomponenten angeschlossen, unter anderem Motoren 223a, b als Nebenaggregatkom- ponente (etwa Stellmotoren) und ein Heizelement 223c, ebenfalls eine Nebenag- gregatkomponente. Diese Nebenaggregatkomponente sind dreiphasig. Die Komponenten 223a und b können alternativ zumindest einen Traktionsmotor umfassen, der von dem Bordnetzabschnitt 220 angetrieben wird. Die Komponenten 223a und/oder b können ferner einen Starter/Generator für einen Verbrennungsmotor, einen Generator (Lichtmaschine) und/oder einen Starter für einen Verbrennungsmotor umfassen. In einer spezifischen Ausführungsform sind die Komponenten 223a und b Radnabenmotoren des Fahrzeugs (an einer Achse oder an zwei Achsen des Fahrzeugs angeordnet). Der Bordnetzabschnitt 220 umfasst ferner eine erste Modulationsunterstufe 224a und eine zweite Modulationsunterstufe 224b. Die Modulationsunterstufen sind als B6C-Brücken ausgebildet. Die Modulationsstufen sind dreiphasig ausgestaltet, wobei für jede Polarität des Wechselstroms und für jede Phase mindestens ein steuerbares Leistungs-Schaltelement vorgesehen ist. In der Figur 5 sind die Leis- tungs-Schaltelemente MOSTFETs. Zwischen den Modulationsunterstufen 224a, b und den Komponenten 223a, b sind Auswahlunterstufen 225a, b vorgesehen. Eine erste Auswahlunterstufe 225a ist hierbei zwischen der ersten Modulationsunterstufe 224a und den Nebenaggregatskomponenten 223a, c angeschlossen. Eine zweite Auswahl Unterstufe 225b ist zwischen der zweiten Modulationsunterstufe 224b und den Nebenaggregatskomponenten 223b angeschlossen. Somit sind dieThe on-board power supply section 220 comprises an input side 221 (three-phase) and an output side 222. To the output side, a plurality of accessory components are connected, including motors 223a, b as ancillary components (such as servomotors) and a heating element 223c, also a Nebenaggregatkomponente. This ancillary component is three-phase. The components 223a and b may alternatively include at least one traction motor driven by the onboard power supply section 220. The components 223a and / or b may further include a starter / generator for an internal combustion engine, a generator (alternator) and / or a starter for an internal combustion engine. In a specific embodiment, the components 223a and b are hub wheel motors of the vehicle (disposed on an axle or on two axles of the vehicle). The vehicle electrical system section 220 further comprises a first modulation sub-stage 224a and a second modulation sub-stage 224b. The modulation sub-stages are designed as B6C bridges. The modulation stages are designed in three phases, with at least one controllable power switching element being provided for each polarity of the alternating current and for each phase. In FIG. 5, the power switching elements are MOSFETs. Selection sub-stages 225a, b are provided between the modulation sub-stages 224a, b and the components 223a, b. A first selection substage 225a is connected between the first modulation substage 224a and the ancillary components 223a, c. A second selection sub-stage 225b is connected between the second modulation sub-stage 224b and the ancillary components 223b. Thus, the
Nebenaggregatskomponenten in zwei Gruppen eingeteilt, wobei jede Gruppe über eine individuelle Auswahl Unterstufe mit einer Modulationsunterstufe verbunden ist. Subsidiary components are divided into two groups, each group is connected via an individual selection lower stage with a modulation sub-level.
Die Polanzahl der Auswahlunterstufen entspricht der Anzahl der Nebenaggre- gatskomponenten, die an der jeweiligen Auswahlunterstufe angeschlossen sind. Die Phasenzahl der Auswahlunterstufen und der Modulationsstufen entspricht der Phasenzahl der angeschlossenen Komponenten. Der Bord netzabschnitt 220 ist auf einem anderen Spannungsniveau wie die Brücke 208. Der Bordnetzabschnitt 220 ist auf einem Spannungsniveau von 48 V (oder 42 V), wobei dies der Betriebs- Spannung der Komponenten 223a-c entspricht. Alternativ kann anstatt einem Spannungsniveau von 48 V (oder 42 V) ein Spannungsniveau von 12 V bzw. 14 V vorgesehen sein. The number of poles of the selection sub-stages corresponds to the number of sub-aggregate components connected to the respective selection sub-level. The number of phases of the selection sub-stages and the modulation stages corresponds to the number of phases of the connected components. The on-board network section 220 is at a different voltage level than the bridge 208. The on-board power supply section 220 is at a voltage level of 48 V (or 42 V), which corresponds to the operating voltage of the components 223a-c. Alternatively, instead of a Voltage level of 48 V (or 42 V), a voltage level of 12 V or 14 V be provided.
Die Eingangsseite 221 und die Ausgangsseite 222 werden nur in einer Leistungs- flussrichtung betrieben, insbesondere da alle Nebenaggregatkomponenten des Bordnetzabschnitts 220 Verbraucher sind. Sollte zumindest eine Nebenaggregat- komponente des Bordnetzabschnitts 220 ein Leistungsquelle sein oder zumindest einen Zustand aufweisen, in dem diese Nebenaggregatkomponente eine Leistungsquelle darstellt, dann ergibt sich ein Leistungsfluss, der entgegengesetzt ist zu dem Leistungsfluss, der von den Doppelpfeilen dargestellt ist. Die Seite 221 wäre bei umgekehrtem Leistungsfluss eine Ausgangsseite und die Seite 222 wäre eine Eingangsseite. Allgemein wären die Seiten 221 und 222 Leistungsschnittstellen des Bordnetzabschnitts. Ferner kann ein Leistungsfluss von einer der Nebenaggregatkomponenten zu einer weiteren Nebenaggregatkomponente des gleichen Bordnetzabschnitts stattfinden, wenn die eine Nebenaggregatkomponenten als Leistungsquelle dient und die andere Nebenaggregatkomponente als Leistungssenke arbeitet. Die Eingangsseite und die Ausgangsseite können unabhängig von Leistungsflussrichtungen auch als Leistungsschnittstellen (innerhalb des Bordnetzes bzw. innerhalb der Bordnetz-Leistungssteuerungsschaltung bezeichnet wer- den. Diese Schnittstellen verbinden Bordnetzabschnitte miteinander. The input side 221 and the output side 222 are operated only in a power flow direction, in particular since all ancillary components of the electrical system section 220 are consumers. Should at least one accessory component of the electrical system section 220 be a power source or at least have a state in which this auxiliary component represents a power source, then there is a power flow that is opposite to the power flow represented by the double arrows. Side 221 would be an output side with reverse power flow and side 222 would be an input side. In general, pages 221 and 222 would be power interfaces of the on-board electrical system section. Further, a power flow from one of the accessory components to another accessory component of the same on-board power supply section may take place when one accessory component serves as a power source and the other accessory component operates as a power sink. Regardless of the power flow directions, the input side and the output side can also be referred to as power interfaces (within the on-board network or within the on-board network power control circuit.) These interfaces connect vehicle electrical system sections with one another.
Ein weiterer Bordnetzabschnitt 230 umfasst eine Eingangsseite 231 und eine Ausgangsseite 232 (allgemein: eine erste und eine zweite Leistungsschnittstelle) sowie Nebenaggregatkomponenten und antriebsbezogene Komponenten 233a-e. Die Komponenten 233a und 233e sind Bremswiderstände, jedoch mit unterschiedlicher Leistung. Die unterschiedlichen Leistungen ergeben sich durch die unterschiedliche Beschaltung. Die Komponente 233a ist zwischen zwei Phasen eines dreiphasigen Drehstromsystems geschaltet, die Komponente 233e ist zwischen einer Phase eines dreiphasigen Drehstromsystems und einem Gleichstrompotential geschaltet, wobei das Gleichstrompotential mit einem weiteren Gleichstrompotential eine Gleichspannung bildet, die von einer Modulationsunterstufe 234c moduliert wird, um daraus das Drehstromsystem zu bilden. Die Komponenten 233a und 233e sind somit selbst einphasig ausgestaltet. Die Komponente 233b ist ein elektrisch betriebener Klimakompressor. Dieser ist einphasig ausgebildet, kann jedoch auch dreiphasig ausgebildet sein (nicht in Figur 5 dargestellt). Die Komponente 233d ist ein Induktivheizer, der einphasig ausgebildet ist. A further on-board network section 230 comprises an input side 231 and an output side 232 (in general: a first and a second power interface) as well as accessory components and drive-related components 233a-e. The components 233a and 233e are braking resistors but with different power. The different performances result from the different wiring. The component 233a is connected between two phases of a three-phase three-phase system, the component 233e is connected between a phase of a three-phase three-phase system and a dc potential, the dc potential with another dc potential forms a dc voltage which is modulated by a modulation sub-stage 234c to therefrom the three-phase system to build. The components 233a and 233e are thus themselves single-phase. Component 233b is an electrically powered air conditioning compressor. This is formed in a single phase, but may also be formed in three phases (not shown in Figure 5). The component 233d is an inductive heater that is single-phase.
Eine erste Modulationsunterstufe 234a verbindet die Eingangsseite 231 (allgemein: Leistungsschnittstelle) mit einer ersten Auswahlunterstufe 235a. Eine zweite Mo- dulationsunterstufe 234b verbindet die Eingangsseite 231 (allgemein: Leistungs- 7 A first modulation sub-stage 234a connects the input side 231 (generally: power interface) to a first selection sub-stage 235a. A second modulation sub-stage 234b connects the input side 231 (generally: power 7
schnittsteile) mit der Ausgangsseite 232 (allgemein: Leistungsschnittstelle). Die Ausgangsseite 232 kann auch als eine zweite Anschlussseite der hier beschriebenen Leistungsschaltung betrachtet werden. Eine dritte Modulationsunterstufe 234c verbindet die Eingangsseite 231 mit einer zweiten Auswahlunterstufe 235b. Die erste Auswahl Unterstufe 235a verbindet die erste Modulationsunterstufe 234a mit der Ausgangsseite 232. Die zweite Auswahlunterstufe 235b verbindet die dritte Modulationsunterstufe 234c mit der Ausgangsseite 232. Die zweite Modulationsunterstufe 234b ist ohne zwischengeschaltete Auswahlstufe mit der Ausgangsseite 232 verbunden. Die erste, zweite und dritte Modulationsunterstufen 234a-c sind dreiphasig ausgestaltet, insbesondere als Brücken mit ansteuerbaren Schaltelementen. Die Modulationsunterstufen sind jeweils als B6C-Brücken ausgestaltet. with the output side 232 (in general: power interface). The output side 232 may also be considered as a second terminal side of the power circuit described herein. A third modulation sub-stage 234c connects the input side 231 to a second selection sub-stage 235b. The first selection sub-stage 235a connects the first modulation sub-stage 234a to the output page 232. The second selection sub-stage 235b connects the third modulation sub-stage 234c to the output page 232. The second modulation sub-stage 234b is connected to the output side 232 without an intermediate selection stage. The first, second and third modulation sub-stages 234a-c are designed in three-phase, in particular as bridges with controllable switching elements. The modulation sub-stages are each designed as B6C bridges.
Die Komponente 233c wird dreiphasig von der zweiten Modulationsunterstufe 234b angesteuert. Durch die erste und die zweite Auswahlunterstufe 235a, b können die erste und/oder die dritte Modulationsunterstufe 234a,c zu den Anschlüssen der Ausgangsseite hinzugeschaltet werden, an die auch die zweite Modulationsunterstufe 234b angeschlossen ist. Eine erste Gruppe der Modulationsunterstufen (erste und dritte Modulationsunterstufe 234a, c) ist über eine jeweilige Auswahlunterstufe (erste und zweite Auswahl Unterstufe 235a, b) mit der Ausgangsseite 232 verbun- den. Eine dazu verschiedene Gruppe der Modulationsunterstufen (in Figur 5 nur die zweite Modulationsunterstufe 234b umfassend) ist ohne Auswahlunterstufe und somit direkt mit der Ausgangsseite 232 verbunden. Wie dargestellt können Auswahlunterstufen miteinander verbunden sein, um eine Zuschaltung von mindestens einer Modulationsunterstufe an einen Anschluss (wie in Figur 5 gezeigt) zu ermög- liehen. Wenn die erste und die dritte Modulationsunterstufen 234a, c nicht zugeschaltet sind, dann können mit diesen Unterstufen andere Komponenten (d.h. andere Komponenten als die Komponente 233c) betrieben werden. The component 233c is driven in a three-phase manner by the second modulation sub-stage 234b. By the first and second selection sub-stages 235a, b, the first and / or the third modulation sub-stage 234a, c can be connected to the terminals of the output side, to which the second modulation sub-stage 234b is also connected. A first group of the modulation sub-stages (first and third modulation sub-stages 234a, c) is connected to the output side 232 via a respective selection sub-stage (first and second selection sub-stages 235a, b). A different group of the modulation sub-stages (comprising only the second modulation sub-stage 234b in FIG. 5) is connected without selection sub-stage and thus directly to the output side 232. As shown, selection sub-stages may be interconnected to allow for the connection of at least one modulation sub-stage to a port (as shown in FIG. 5). If the first and third modulation sub-stages 234a, c are not switched on, then other components (i.e., components other than component 233c) may be operated with these sub-stages.
Ferner ist an der Eingangsseite 231 eine Auswahlstufe 236 vorgesehen, die zwei Schalter (jeweils einen für jede Phase) umfasst. Die Schalter sind als Umschalter ausgebildet und sind eingerichtet, die Verbindung der Eingangsseite 231 mit dem Transformator 210 oder mit der Brücke 208 vorzugsehen. Damit kann die Leistungsquelle für die Eingangsseite 231 gewählt werden. Die Eingangsseite 231 ist wie die Brücke 208 für Hochvolt ausgestaltet (Gleichspannung 400 V, 350 V, 360 V oder 380V). Hierbei umfasst der Transformator 210 eine Wicklungseinheit, die ebenso für Hochvolt ausgestaltet ist und somit mit der Eingangsseite 231 verbunden werden kann. Je nach Schaltzustand der Auswahlstufe (Position 1 oder 2) ist die Eingangsseite mit der Brücke 208 zum Anschluss an einen externen Ladean- schluss verbunden oder mit dem Transformator 210 verbunden. Die Brücke ist für einen unidirektionalen Leistungsfluss ausgestaltet, kann jedoch auch bidirektional o Further, on the input side 231, there is provided a selection stage 236 comprising two switches (one for each phase). The switches are designed as a changeover switch and are arranged to prefer the connection of the input side 231 to the transformer 210 or to the bridge 208. Thus, the power source for the input side 231 can be selected. The input side 231 is designed like the bridge 208 for high voltage (DC voltage 400 V, 350 V, 360 V or 380V). Here, the transformer 210 comprises a winding unit which is also designed for high voltage and thus can be connected to the input side 231. Depending on the switching state of the selection stage (position 1 or 2), the input side is connected to the bridge 208 for connection to an external charging connection or connected to the transformer 210. The bridge is designed for a unidirectional power flow, but can also be bidirectional O
sein, etwa um in der Batterie 260 gespeicherte Energie an dem Anschluss 202 an ein Versorgungsnetz abzugeben, etwa zur Zwischenspeicherung von Energie. for example, to dispense power stored in battery 260 at port 202 to a utility network, such as for temporary storage of energy.
Der Auswahlstufe 236 ist ein Gleichrichter 240 (dreiphasig) vorgeschaltet. Der Gleichrichter 240 verbindet den Transformator 210 mit der Eingangsseite 231 . Zwischen der Auswahlstufe 236 und der Modulationsstufe ist ein Glättungskon- densator 250 (parallel geschaltet) vorgesehen. The selection stage 236 is preceded by a rectifier 240 (three-phase). The rectifier 240 connects the transformer 210 to the input side 231. Between the selection stage 236 and the modulation stage, a smoothing capacitor 250 (connected in parallel) is provided.
Eine Hochvoltbatterie 260 ist über ein Schalterpaar 262 (Schütz) an die Modulati- onsstufe angeschlossen. In einer Ausführungsform können das Schalterpaar und die Auswahlstufe 236 als eine gemeinsame (übergeordnete) Auswahlstufe angesehen werden, oder können alternativ als zwei Auswahlstufen oder Auswahlunterstufen angesehen werden. Der von dem Transformator 210 ausgehende Leistungspfad (von dem externen Ladeanschluss stammend) führt durch den Gleichrichter 240 und die Auswahlstufe 236 hindurch sowie an dem Glättungskondensator 250 vorbei zu der Hochvoltbatterie 260. Ein Teil der Leistung kann durch die Modulationsunterstufen 234a, c zu den Komponenten 233a-233e führen. Ferner führt ein Teil der Leistung von dem externen Ladeanschluss über den Transformator zu der Eingangsseite 221 . Ein Anschlusskontakt des Gleichrichters 240 kann an Masse (des Bordnetzabschnitts 230) angeschlossen sein, vorzugsweise an ein Massepotential, das galvanisch von einer Chassismasse des Fahrzeugs (insbesondere von dem Massepotential des Bordnetzabschnitts 220) getrennt ist. A high-voltage battery 260 is connected to the modulation stage via a switch pair 262 (contactor). In one embodiment, the pair of switches and the selection stage 236 may be considered as a common (higher level) selection level, or alternatively may be considered as two selection levels or selection levels. The power path (originating from the external charging port) from transformer 210 passes through rectifier 240 and select stage 236 and past smoothing capacitor 250 to high voltage battery 260. A portion of the power may be passed through modulation sub-stages 234a, c to components 233a -233e lead. Further, part of the power from the external charging terminal via the transformer leads to the input side 221. A connection contact of the rectifier 240 may be connected to ground (of the onboard power supply section 230), preferably to a ground potential, which is galvanically isolated from a chassis ground of the vehicle (in particular from the ground potential of the onboard power supply section 220).
Die Verbindung von der Auswahlstufe 236 zu der Hochvoltbatterie 260 kann als Bypass angesehen werden, wobei vor der Batterie eine zweite Anschlussseite (nicht dargestellt) vorgesehen sein kann, die von dem Bypass mit der Anschlussseite 231 verbunden wird. The connection from the selection stage 236 to the high-voltage battery 260 may be considered a bypass, wherein a second connection side (not shown) may be provided in front of the battery, which is connected by the bypass to the connection side 231.
Der in Figur 5 dargestellte Zustand entspricht einem Ladezustand, in dem ein kabelgebundener Extern-Ladeanschluss 202 mit der Leistungsschaltung verbunden ist. Anstatt eines kabelgebundenen Extern-Ladeanschlusses 202 kann auch ein induktiver Ladeanschluss vorgesehen sein. The state shown in Figure 5 corresponds to a state of charge, in which a wired external charging port 202 is connected to the power circuit. Instead of a wired external charging port 202 may also be provided an inductive charging port.
Als Leistungsschaltung kann die gesamte Schaltung der Fig. 5 betrachtet werden, abzüglich des Versorgungsnetzes links von dem Ladeanschluss 202, der Hochvoltbatterie 260, der Komponenten 223a, b und der Komponenten 233a-e. Hierbei umfasst die Leistungsschaltung mehrere Spannungsebenen, wobei eine Span- nungsebene von dem Schaltungsabschnitt rechts der Eingangsseite 221 gebildet wird und eine weitere Spannungsebene von den restlichen Elementen der Leistungsschaltung gebildet wird. An dem Transformator 210 werden die unterschiedlichen Spannungsebenen aufgeteilt. Hierbei wird eine galvanische Trennung zwischen unterschiedlichen Spannungsebenen vorgesehen. Ferner wird eine galva- nische Trennung zwischen unterschiedlichen Teilen der gleichen Spannungsebene vorgesehen. As a power circuit, the entire circuit of Fig. 5 can be considered, minus the supply network to the left of the charging port 202, the high-voltage battery 260, the components 223a, b and the components 233a-e. In this case, the power circuit comprises a plurality of voltage levels, wherein a voltage level is formed by the circuit portion to the right of the input side 221 and another voltage level is formed by the remaining elements of the power circuit. At the transformer 210, the different voltage levels are split. In this case, a galvanic isolation between different voltage levels is provided. Furthermore, a galvanic separation between different parts of the same voltage level is provided.
Neben dem oben erwähnten Ladezustand unter Verwendung eines kabelgebundenen Extern-Ladeanschlusses 202 kann ein induktiver Ladeanschluss 270 (ge- strichelt dargestellt) vorgesehen sein. Dieser ist an die Verbindung zwischen dem Transformator 210 und der Brücke 208 angeschlossen. Es ergeben sich die mit gestrichelten Pfeilen dargestellten Leistungspfade: Von Ladeanschluss 270 zu der Brücke 208, von der Brücke 208 weiter zu der Auswahlstufe 236 und von der Auswahlstufe 236 zu der Hochvoltbatterie 260. Zudem ergibt sich ein Leistungspfad von dem Ladeanschluss 270 über den Transformator 210 zu dem Bordnetzabschnitt 220. Die Schalter 236 sind bei Verwendung des induktiven Ladeanschlusses in Position 1 und bei Verwendung des kabelgebundenen Ladeanschlusses in Position 2. Bei Verwendung des induktiven Ladeanschlusses ergibt sich aufgrund der Schalterstellung kein Leistungspfad von dem Transformator zu dem Bordnetzab- schnitt 230. In addition to the charging state mentioned above using a wired external charging port 202, an inductive charging port 270 (shown in phantom) can be provided. This is connected to the connection between the transformer 210 and the bridge 208. The result is the power paths shown by dashed arrows: From charging port 270 to bridge 208, from bridge 208 to selection stage 236 and from selection stage 236 to high-voltage battery 260. In addition, a power path results from charging terminal 270 via transformer 210 to the electrical system section 220. The switches 236 are in position 1 when using the inductive charging connection and when using the wired charging connection in position 2. When using the inductive charging connection, there is no power path from the transformer to the vehicle electrical system section 230 due to the switch position.
In einem Fahrbetriebszustand (der auch als Nebenaggregat-Versorgungszustand bezeichnet werden kann) sind die Schalter 236 in der Position 1 . Der Ladeanschluss 270 ist abgeschaltet, das Versorgungsnetz ist nicht angeschlossen. Es ergeben sich die mit Punktlinien-Pfeilen dargestellten Leistungspfade: Von derIn a driving condition (which may also be referred to as an accessory supply condition), the switches 236 are in position 1. The charging port 270 is switched off, the supply network is not connected. This results in the power paths shown with dotted lines: From the
Hochvoltbatterie über die Schalter 236 zu der Brücke 208 sowie zu den Modulationsunterstufen 234a-c (wobei die Brücke 208 auch als Modulationsunterstufe betrachtet werden kann), wenn Leistung von der Hochvoltbatterie 260 entnommen wird, und in umgekehrter Richtung, wenn die Hochvoltbatterie gespeist wird, etwa von der elektrischen Maschine 233c oder einem Generator oder Start-Generator als eine der Komponenten des Bordnetzabschnitts 230 oder 220. High-voltage battery via the switches 236 to the bridge 208 and to the modulation sub-stages 234a-c (wherein the bridge 208 can also be considered as a modulation sub-stage) when power is removed from the high-voltage battery 260, and in the reverse direction, when the high-voltage battery is powered, about from the electric machine 233c or a generator or starting generator as one of the components of the on-board power supply section 230 or 220.
Im Fahrbetrieb ist die Leistungsbilanz der Batterie 260 vorzugsweise ausgeglichen, so dass der gestrichelte Pfeil, der den Leistungsfluss darstellt, bidirektional ist. Die Brücke 208 und die Modulationsunterstufen 234a-c zusammen modulieren die von der Hochvoltbatterie 260 stammende Leistung bzw. die Leistung, die in die Hochvoltbatterie bzw. in den Bordnetzabschnitt 230 eingespeist wird. When driving, the power balance of the battery 260 is preferably balanced such that the dashed arrow representing the power flow is bidirectional. The bridge 208 and the modulation sub-stages 234a-c together modulate the power derived from the high-voltage battery 260 and the power supplied to the high-voltage battery and the onboard power supply section 230, respectively.
Ein weiterer Leistungspfad führt von der Brücke 208 bzw. von den Modulations- Unterstufen 234a-c zu dem Transformator 210 oder umgekehrt. Durch diesen Leistungspfad kann Leistung von dem Bordnetzabschnitt 220 dem Bordnetzabschnitt 230 bzw. der Batterie 260 zugeführt werden oder es kann Leistung in umgekehrter Richtung übertragen werden. Der Leistungspfad führt weiter von dem Transformator 210 zu dem Bordnetzabschnitt 220 bzw. von dem Bordnetzabschnitt 220 zu dem Transformator. Aufgrund der Schalterstellung der Schalter 236 (Position 1 ) ergibt sich kein Leistungspfad von dem Transformator 210 zu dem Bordnetzabschnitt 230, wobei der Schalter 236 auch in der Position 2 sein kann und der Bordnetzabschnitt Leistung abgibt oder erhält. Es sei insbesondere auf den mit Punktlinien dargestellten bidirektionalen Pfeil links von der Modulationsunterstufe 234b hingewiesen. Dieser stellt dar, dass im Fahrbetrieb Leistung in beide Richtungen fließen kann, d.h. zu den Komponenten hin und von den Komponenten weg. Insbesondere kann zumindest eine der Komponenten Leistung erzeugen, etwa Komponente 233c (etwa als Traktionsmotor aus- gebildet, der rekuperationsfähig ist), wobei die Leistung von der Modulationsstufe 234b in den Bordnetzabschnitt 230 eingespeist wird. Diese Leistung kann ferner über die Verbindung zwischen Bordnetzabschnitt 230 und Bordnetzabschnitt 220 von der Komponente 233c an den Bordnetzabschnitt 220 übertragen werden oder an andere Komponenten 233a,b,d,e des Bordnetzabschnitts 220. Die Modulati- onsunterstufe 234b dient somit als bidirektionaler Wandler, um Leistung an die Komponente 233c zu übertragen, und um Leistung von der Komponente 233c an andere Komponenten (des Bordnetzabschnitts 230 oder des Bornetzabschnitts 220) zu übertragen. Andere Modulationsunterstufen des Bordnetzabschnitts 230 können unidirektional ausgebildet sein, etwa wenn die daran angeschlossene Komponente nur die Funktion einer Last hat. Die in den Bordnetzabschnitten 220 und 230 dargestellten Pfeile zeigen den Leistungsfluss von einer Seite einer Modulationsstufe oder Modulationsunterstufe an eine Komponente oder, falls durch die Pfeilrichtung ebenso dargestellt, in die umgekehrte Richtung. Another power path leads from the bridge 208 or from the modulation sub-stages 234a-c to the transformer 210 or vice versa. Through this Power can be supplied from the on-board power supply 220 to the on-board power supply section 230 or the battery 260, or power can be transmitted in the opposite direction. The power path continues from the transformer 210 to the onboard power supply section 220 and from the onboard power supply section 220, respectively, to the transformer. Due to the switch position of the switches 236 (position 1), there is no power path from the transformer 210 to the vehicle electrical system section 230, whereby the switch 236 can also be in position 2 and the vehicle electrical system section delivers or receives power. It should be noted in particular on the dotted lines shown bidirectional arrow left of the modulation sub-stage 234b. This shows that power can flow in both directions when driving, ie towards the components and away from the components. In particular, at least one of the components can generate power, such as component 233c (formed as a traction motor, for example, which is capable of recuperation), wherein the power is fed from the modulation stage 234b into the onboard power supply section 230. This power can also be transmitted via the connection between the onboard power supply section 230 and the on-board power supply section 220 from the component 233c to the on-board power supply section 220 or to other components 233a, b, d, e of the on-board power supply section 220. The modulation sub-step 234b thus serves as a bidirectional converter To transmit power to the component 233c, and to transfer power from the component 233c to other components (the on-board power supply section 230 or the Bornetzabschnitts 220). Other modulation sub-stages of the electrical system section 230 may be unidirectional, for example when the component connected to it has only the function of a load. The arrows shown in the on-board network sections 220 and 230 show the power flow from one side of a modulation stage or modulation sub-stage to a component or, if also represented by the arrow direction, in the opposite direction.
Es ist zu erkennen, dass die Schalter 236 als eine erste Auswahlstufe arbeiten, wobei die Zuführung über den externen Ladeanschluss 202 an der Auswahlstufe vorbei führt. Es kann daher eine Verbindung zwischen einer ersten Anschlussseite und einer Modulationsstufe (oder Modulationsunterstufe) vorgesehen sein, die nicht über die (erste) Auswahlstufe führt. Ferner ist in der Figur 5 dargestellt, dass verschiedene Spannungsebenen vorliegen können, die jedoch vorzugsweise galvanisch voneinander getrennt sind, insbesondere über einen Transformator. Zudem kann eine Komponente auch an Anschlüsse einer zweiten Anschlussseite ange- schlössen sein, die mit unterschiedlichen Modulationsstufen bzw. Auswahlstufen verbunden sind, um über mehrere Leistungspfade Leistung erhalten zu können. Die Komponenten eines Bordnetzabschnitts haben vorzugsweise eine Betriebsspannung, die der Nenn-Betriebsspannung des Bordnetzabschnitts entspricht. It will be appreciated that the switches 236 operate as a first selection stage, with delivery via the external charging port 202 bypassing the selection stage. It is therefore possible to provide a connection between a first connection side and a modulation stage (or modulation sub-stage) which does not lead beyond the (first) selection stage. Furthermore, it is shown in FIG. 5 that different voltage levels may be present, but these are preferably electrically isolated from one another, in particular via a transformer. In addition, a component can also be connected to connections on a second connection side. be closed, which are connected to different modulation levels or selection stages, in order to be able to obtain performance over several performance paths. The components of a vehicle electrical system section preferably have an operating voltage which corresponds to the nominal operating voltage of the electrical system section.
Die Figur 6 zeigt beispielhaft eine dreiphasige Komponente 300. Diese umfasst eine dreiphasige Anschlussseite 302 (d.h. einen dreiphasigen Anschluss) mit drei Anschlusskontakten, d.h. ein Anschlusskontakt pro Phase. Die Anschlussseite 302 ist zum Anschluss an ein Bordnetz eines wie hier beschriebenen Fahrzeugs einge- richtet. Die dreiphasige Komponente 300 umfasst drei Einzelphasenkomponenten 304a-c (jeweils beispielsweise in Form einer Wicklung, insbesondere eines By way of example, Figure 6 shows a three-phase component 300. This includes a three-phase terminal side 302 (i.e., a three-phase terminal) with three terminal contacts, i. one connection contact per phase. The connection side 302 is designed for connection to an electrical system of a vehicle as described here. The three-phase component 300 comprises three single-phase components 304a-c (in each case, for example, in the form of a winding, in particular one
Transformators, in Form einer Spule, eines Widerstands, eines Kondensators, etc.). Transformer, in the form of a coil, a resistor, a capacitor, etc.).
Die Einzelphasenkomponenten sind in Sternkonfiguration geschaltet, wobei der Sternpunkt 306 optional ebenso mit einem Anschlusskontakt der Anschlussseite 302 verbunden sein kann. Alternativ kann die dreiphasige Komponente auch in Dreieckkonfiguration geschaltet sein (nicht dargestellt), wobei der Sternpunkt naturgemäß entfällt. Die Figur 7 zeigt beispielhaft einen induktiven Wärmewandler 400. Der Wärmewandler umfasst eine Anschluss 402 mit Anschlusskontakten. Der Anschluss ist eingerichtet, an ein Bordnetz angeschlossen werden. In der Figur 7 ist der Anschluss 402 einphasig dargestellt, jedoch kann der Anschluss 402 auch mehrphasig und insbesondere dreiphasig ausgebildet sein. Der Wärmewandler 400 umfasst ferner eine Primärspule 404, die mit dem Anschluss 402 verbunden ist. The single-phase components are connected in a star configuration, wherein the neutral point 306 can optionally also be connected to a connection contact of the connection side 302. Alternatively, the three-phase component can also be connected in a triangle configuration (not shown), wherein the star point is naturally omitted. FIG. 7 shows, by way of example, an inductive heat converter 400. The heat converter comprises a connection 402 with connection contacts. The connection is set up to be connected to a vehicle electrical system. In the figure 7, the terminal 402 is shown in single phase, but the terminal 402 may also be formed multi-phase and in particular three-phase. The heat converter 400 further includes a primary coil 404 connected to the terminal 402.
Ein Magnetkern 406 des Wärmewandlers verbindet die Primärspule 404 und eine Sekundärspule 408 des Wärmewandlers magnetisch. Der Magnetkern 406 umfasst Eisen und/oder zumindest ein Ferrit und führt den magnetischen Fluss zwischen der Primärspule und der Sekundärspule. An der Sekundärspule 408 ist ein WiderstandA magnetic core 406 of the thermal transducer magnetically connects the primary coil 404 and a secondary coil 408 of the thermal transducer. The magnetic core 406 comprises iron and / or at least one ferrite and guides the magnetic flux between the primary coil and the secondary coil. At the secondary coil 408 is a resistor
410 angeschlossen, der die Leistung, die von dem Anschluss 402 über die Primärspule 404, den Magnetkern 406 und die Sekundärspule 408 übertragen wird, in Wärme umsetzt. Der Widerstand 410 ist thermisch an einen Wärmekreislauf gekoppelt. Hierzu umfasst der Wärmewandler einen Kanal 412 mit einer Zuleitung und eine Ableitung sowie einem Innenraum 412a, mit dem der Widerstand 410 und/oder die Sekundärspule thermisch gekoppelt ist. Der Kanal ist fluidtechnisch von der Primärspule 404 (und dem Anschluss 402) abgetrennt, insbesondere durch eine Dichtung. Der Kanal ist ausgebildet, in einem Wärmekreislauf vorgesehen zu sein, in dem das Wärmemedium zirkuliert, das auch durch den Kanal 412 geleitet wird. Der Magnetkern 406 trennt die Primärspule 404 galvanisch von der Sekundärspule 408. Die Primärspule 404 der Figur 7 ist einphasig ausgeführt, jedoch kann die Primärspule auch mehrphasig und insbesondere dreiphasig sein. Die Sekundärspule ist vorzugsweise einphasig ausgebildet, wie in der Figur 7 dargestellt, kann jedoch auch mehrphasig und insbesondere dreiphasig ausgebildet sein. Dies trifft auch für den an die Sekundärspule angeschlossenen Widerstand zu. 410, which converts the power transmitted from the terminal 402 via the primary coil 404, the magnetic core 406, and the secondary coil 408 into heat. The resistor 410 is thermally coupled to a thermal circuit. For this purpose, the heat converter comprises a channel 412 with a feed line and a drain and an inner space 412a, with which the resistor 410 and / or the secondary coil is thermally coupled. The channel is fluidly separated from the primary coil 404 (and the terminal 402), in particular by a seal. The channel is configured to be provided in a heating circuit in which circulates the heat medium, which is also passed through the channel 412. The magnetic core 406 separates the primary coil 404 galvanically from the secondary coil 408. The primary coil 404 of Figure 7 is single-phase, but the primary coil may also be multi-phase and in particular three-phase. The secondary coil is preferably single-phase, as shown in FIG. 7, but may also be multi-phase and in particular three-phase. This also applies to the resistor connected to the secondary coil.

Claims

Ansprüche claims
1 . Bordnetz-Leistungssteuerungsschaltung (10) mit 1 . On-board power control circuit (10) with
- mindestens einer elektrisch steuerbaren Leistungspfad-Auswahlstufe (20, 20'); - mindestens einer elektrisch steuerbaren Leistungs-Modulationsstufe (30); und - At least one electrically controllable power path selection stage (20, 20 '); - At least one electrically controllable power modulation stage (30); and
- einer ersten sowie einer zweiten Anschlussseite (40, 42), wobei - A first and a second connection side (40, 42), wherein
die erste und die zweite Anschlussseite (40, 42) über die mindestens eine Leistungspfad-Auswahlstufe (20, 20') und die mindestens eine Leistungs-Modulationsstufe (30) miteinander verbunden sind und  the first and second terminal sides (40, 42) are interconnected via the at least one power path selection stage (20, 20 ') and the at least one power modulation stage (30), and
mindestens eine der Anschlussseiten (40, 42) mehrere Anschlüsse (50, 52) aufweist, die über die mindestens eine Leistungpfad-Auswahlstufe (20, 20') auswählbar mit einem Leistungsanschluss der mindestens einen Leistungs-Modulationsstufe (30) verbunden sind. 2. Bordnetz-Leistungssteuerungsschaltung (10) nach Anspruch 1 , wobei die  at least one of the terminal sides (40, 42) has a plurality of terminals (50, 52) selectably connected to a power terminal of the at least one power modulation stage (30) via the at least one power path selection stage (20, 20 '). 2. On-board power control circuit (10) according to claim 1, wherein the
mindestens eine Leistungs-Modulationsstufe (30) mindestens einen Leistungstransistor umfasst, insbesondere in Form eines Feldeffektransistors oder in Form eines bipolaren Transistor, und die mindestens Leistungpfad- Auswahlstufe (20, 20') für jeden der mehreren Anschlüsse ein Schaltelement ins- besondere in Form eines Leistungstransistors, vorzugsweise eines Feldeffekttransistors oder einen bipolaren Transistors, oder in Form eines thyristorbasierten elektronischen Schalters oder in Form eines elektromechanischen Schalter umfasst, wobei das Schaltelement jeden Anschlusses in Reihe mit dem betreffenden Anschluss geschaltet ist, wobei über die Schaltelemente die mehreren Anschlüsse auswählbar mit der mindestens einen Leistungs-Modulationsstufe verbunden sind.  at least one power modulation stage (30) comprises at least one power transistor, in particular in the form of a field effect transistor or in the form of a bipolar transistor, and the at least power path selection stage (20, 20 ') for each of the plurality of terminals a switching element, in particular in the form of a Power transistor, preferably a field effect transistor or a bipolar transistor, or in the form of a thyristor-based electronic switch or in the form of an electromechanical switch, wherein the switching element of each terminal is connected in series with the relevant terminal, via the switching elements, the plurality of terminals selectable with the at least connected to a power modulation stage.
3. Bordnetz-Leistungssteuerungsschaltung (10) nach Anspruch 1 oder 2, wobei die mindestens eine Leistungspfad-Auswahlstufe (20, 20') und die mindestens eine Leistungs-Modulations- stufe (30) als bidirektionale Schaltbauelemente ausgebildet sind. 3. electrical system power control circuit (10) according to claim 1 or 2, wherein the at least one power path selection stage (20, 20 ') and the at least one power modulation stage (30) are designed as bidirectional switching devices.
4. Bordnetz-Leistungssteuerungsschaltung (10) nach einem der vorangehenden Ansprüche, die ferner mindestens eine Glättungskondensatoranordnung (127, 142; 250) aufweist, die an einem Anschluss der mindestens einen Leistungs-Modulationsstufe (30) vorgesehen ist und 4. The on-board power control circuit (10) according to one of the preceding claims, further comprising at least one smoothing capacitor arrangement (127, 142; 250) provided at a terminal of the at least one power modulation stage (30) and
die Bordnetz-Leistungssteuerungsschaltung (10) ferner mindestens eine Gleichrichteranordnung (240) aufweist, die mit der mindestens einen  the onboard power supply control circuit (10) further comprises at least one rectifier arrangement (240) connected to the at least one
Glättungskondensatoranordnung (127, 142; 250) direkt oder über die mindes- tens eine Leistungspfad-Auswahlstufe (20, 20') verbunden ist. Bordnetz-Leistungssteuerungsschaltung nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die mindestens eine Leistungs-Modulationsstufe (30) einen Leistungstransistor umfasst oder mehrere Leistungstransistoren umfasst, die als eine einphasige oder mehrphasige steuerbare Gleichrichterbrücke geschaltet sind. Smoothing capacitor arrangement (127, 142; 250) is connected directly or via the at least one power path selection stage (20, 20 '). The on-board power control circuit of any of the preceding claims, wherein the at least one power modulation stage (30) comprises a power transistor or comprises a plurality of power transistors connected as a single-phase or multi-phase controllable rectifier bridge.
Bordnetz-Leistungssteuerungsschaltung nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die mindestens eine Leistungspfad-Auswahlstufe (20, 20'), die die mindestens eine Leistungs-Modulationsstufe (30) und die Anschlüsse (50, 52) der Anschlussseiten (40, 42) einphasig oder mehrphasig und insbesondere dreiphasig ausgebildet sind. The on-board power control circuit according to one of the preceding claims, wherein the at least one power path selection stage (20, 20 '), the at least one power modulation stage (30) and the terminals (50, 52) of the terminal sides (40, 42) single-phase or are formed multi-phase and in particular three-phase.
Bordnetz-Leistungssteuerungsschaltung nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die mindestens eine Leistungspfad-Auswahlstufe (20') in mehrere Leistungspfad-Auswahlunterstufen aufgeteilt ist, die mindestens eine Leistungs-Modulationsstufe (30) in mehrere Leistungs-Modulationsunterstufen aufgeteilt ist, und/oder die Anschlüsse (50, 52) der ersten und/oder der zweiten Anschlussseite (40, 42) in Anschlussuntergruppen aufgeteilt sind. The on-board power control circuit of any one of the preceding claims, wherein the at least one power path selection stage (20 ') is divided into a plurality of power path selection sub-stages, the at least one power modulation stage (30) is divided into a plurality of power modulation sub-stages, and / or the terminals (50, 52) of the first and / or the second terminal side (40, 42) are divided into terminal subgroups.
Bordnetz-Leistungssteuerungsschaltung nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die mindestens eine Leistungs-Auswahlstufe (20, 20') zur Phasenanschnittsteuerung bzw. zur Schwingungspaketansteuerung eingerichtet ist. On-board power control circuit according to one of the preceding claims, wherein the at least one power selection stage (20, 20 ') is arranged for phase control or for the vibration packet control.
Bordnetz (100) mit einer mindestens einer On-board network (100) with at least one
Bordnetz-Leistungssteuerungsschaltung (10) nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei das Bordnetz mehrere elektrische Versorgungskomponenten (130, 132, 134; 223a, b ; 233 a-e) umfasst, die an die erste oder an die zweite Anschlussseite angeschlossen sind, wobei die elektrischen Versorgungskomponenten antriebsbezogenen elektrische Komponenten sind, die als eine oder mehrere Batterien, insbesondere Traktionsbatterien, eine oder mehrere Batterieansteuervorrichtungen, einen oder mehrere Kondensatoren, einen oder mehrere Spannungswandler, einen oder mehrere Transformatoren, ein oder mehrere elektrische Maschinen, insbesondere elektrische  The on-board power control circuit (10) according to one of the preceding claims, wherein the on-board network comprises a plurality of electrical supply components (130, 132, 134; 223a, b; 233 ae) connected to the first or the second terminal side, wherein the electrical supply components are drive-related electrical components, as one or more batteries, in particular traction batteries, one or more battery control devices, one or more capacitors, one or more voltage transformers, one or more transformers, one or more electrical machines, in particular electrical
Traktionsmaschinen oder Servomotoren, ein oder mehrere Motorsteuerungen für elektrische Maschinen, einen oder mehrere induktive oder kabelgebundene Extern-Ladeanschlüsse, einen oder mehrere Schnellladeeeinrichtungen zur Aufladung einer Traktionsbatterie, ein Unterstützungsgenerator mit einer Hilfs-Verbrennungskraftmaschine und einem daran angeschlossenen elektri- sehen Generator, eine Brennstoffzelle, einen oder mehrere Bremswiderstände und/oder eine oder mehrere resistive oder induktive Heizeinrichtungen oder ein oder mehrere Temperaturkonditionierungseinrichtungen eingerichtet zur Temperaturkonditionierung von Antriebskomponenten wie Glühkerzen, Batte- rie, Abgasnachbehandlungseinrichtungen oder eines Tanks, ein elektrisch betriebener Fahrwerkverstellantrieb, eine elektrisch betriebene Parkbremse, ein elektrisch betriebener Kompressor oder Verdichter, insbesondere zur Verdichtung eines Kraftstoff-/Luftgemischs oder zur Verdichtung von Luft eine elektrisch betriebene Vakuumpumpe, insbesondere zur Bremskraftverstärkung, eine Hydraulikpumpe, etwa zur Lenkungsunterstützung eine elektrisch betriebene Wärmepumpe und/oder eine elektrisch betriebene Kraftstoffpumpe, Schmiermittelpumpe oder Kühlmittelpumpe, ausgebildet sind, und/oder wobei die elektrischen Versorgungskomponenten elektrische Ne- benaggregatkomponenten sind, die als eine oder mehrere Scheibenheizungen, eine oder mehrere Innenraum-Klimatisierungsvorrichtungen, eine oder mehrere Ventilatoren, insbesondere Kühlerlüfter, eine oder mehrere elektromechani- sche Aktuatoren, insbesondere eine Sitzverstelleinrichtung oder eine Spiegelverstelleinrichtung oder eine elektrisch verstellbare Klappe eines Innen- raum-Belüftigungssystems, ein elektrisch angetriebener Klimakompressor, einTraction machines or servomotors, one or more motor controls for electric machines, one or more inductive or wired external charging ports, one or more rapid charging devices for charging a traction battery, a backup generator with an auxiliary internal combustion engine and an electrical drive connected thereto. see generator, a fuel cell, one or more braking resistors and / or one or more resistive or inductive heating devices or one or more temperature conditioning devices configured for temperature conditioning of drive components such as glow plugs, battery, exhaust aftertreatment devices or a tank, an electrically operated Fahrwerkverstellantrieb, an electrically operated Parking brake, an electrically operated compressor or compressor, in particular for compressing a fuel / air mixture or for compressing air an electrically operated vacuum pump, in particular for brake booster, a hydraulic pump, such as for steering assistance an electrically operated heat pump and / or an electrically operated fuel pump, lubricant pump or coolant pump, and / or wherein the electrical supply components are electrical Nebenaggregatkomponenten that as one or more one or more ventilators, in particular radiator fans, one or more electromechanical actuators, in particular a seat adjustment device or a mirror adjustment device or an electrically adjustable flap of an interior ventilation system, an electrically driven air conditioning compressor
PTC-Heizelement, ein thermoelektrisches Element, insbesondere ein Seebeckoder Peltierelement, eine elektrisch betriebene Serviceeinrichtung, insbesondere eine Heissgetränkezubereitungseinrichtung oder ein Kühlschrank, und/oder ein Wechselstrombuchsenmodul mit DC/AC-Wandler, insbesondere angeschlossen an eine 230 V - Steckdose oder 1 10 V - Steckdose des Moduls ausgebildet sind. PTC heating element, a thermoelectric element, in particular a Seebeckoder Peltier element, an electrically operated service device, in particular a hot beverage preparation device or a refrigerator, and / or an AC jack module with DC / AC converter, in particular connected to a 230 V socket or 1 10 V - Outlet of the module are formed.
10. Bordnetz (100) nach Anspruch 9, wobei das Bordnetz mehrere Spannungsebenen sowie mehrere Bordnetz-Leistungssteuerungsschaltungen (10) gemäß den Ansprüchen 1 - 7 aufweist, wobei mindestens zwei der 10. Vehicle electrical system (100) according to claim 9, wherein the electrical system has a plurality of voltage levels and a plurality of electrical system power control circuits (10) according to claims 1-7, wherein at least two of
Bordnetz-Leistungssteuerungsschaltungen (10) in unterschiedlichen Spannungsebenen vorgesehen sind.  On-board power control circuits (10) are provided in different voltage levels.
1 1 . Bordnetz nach Anspruch 9 oder 10, das ferner eine Steuerschaltung (70) um- fasst, die ansteuernd mit der mindestens einer elektrisch steuerbaren Leistungspfad-Auswahlstufe (20, 20') und mit der Leistungs-Modulationsstufe (30) verbunden ist, wobei die Steuerschaltung (70) eingerichtet ist, die 1 1. The electrical system of claim 9 or 10, further comprising a control circuit (70) drivingly connected to the at least one electrically controllable power path selection stage (20, 20 ') and to the power modulation stage (30), the control circuit (70) is established
Bordnetz-Leistungssteuerungsschaltung (10) wählbar in zumindest zwei der folgenden Zustände zu versetzen: - ein Ladezustand, in dem ein induktiver oder kabelgebundener Ex- tern-Ladeanschluss über die Leistungs-Modulationsstufe mit der Batterie, den Batterien, oder mit der Batterieansteuervorrichtung verbunden ist; On-board power control circuit (10) selectable to put in at least two of the following states: a state of charge, in which an inductive or wired external charging connection is connected via the power modulation stage to the battery, the batteries, or to the battery control device;
- ein Antriebszustand, in dem die Batterie oder der Kondensator mit der elektrischen Maschine verbunden ist;  a drive state in which the battery or the capacitor is connected to the electric machine;
- ein Rekuperations-/lnternladezustand, in dem die elektrische Maschine mit der Batterie, mit dem Kondensator, mit der Batterieansteuervorrichtung und/oder mit dem Bremswiderstand verbunden ist;  a recuperation / in-charge state, in which the electric machine is connected to the battery, to the capacitor, to the battery drive device and / or to the brake resistor;
- ein Konditionierungszustand, in dem die Batterie mit zumindest einer der  a conditioning condition in which the battery is connected to at least one of
Temperaturkonditionierungseinrichtungen verbunden ist; und  Temperature conditioning devices is connected; and
- ein Hilfsaggregat-Versorgungszustand, in dem die Batterie mit einer der elektrischen Nebenaggregatkomponenten verbunden ist.  - An auxiliary power supply state in which the battery is connected to one of the electrical accessory components.
12. Bordnetz nach Anspruch 9, 10 oder 1 1 , wobei die Steuerschaltung (70) eingerichtet ist, die Bordnetz-Leistungssteuerungsschaltung einerseits in den Ladezustand, den Antriebszustand oder den Rekuperations-/lnternladezustand, und gleichzeitig andererseits in den Konditionierungszustand und/oder in den Nebenaggregat- Versorgungszustand zu versetzen. 12. The electrical system according to claim 9, 10 or 1 1, wherein the control circuit (70) is arranged, the onboard power control circuit on the one hand in the state of charge, the drive state or the recuperation / lnternladezustand, and at the same time on the other hand in the conditioning state and / or in the Auxiliary unit supply condition.
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